超聲波檢測考核題及答案

1、超聲波檢測現(xiàn)場考核參考題1、灌注樁成樁質(zhì)量通常存在哪兩方面的問題？2、總結(jié)聲波透射法的優(yōu)缺點。3、簡述聲波透射法檢測混凝土缺陷的基本依據(jù)。4、聲波檢測儀應(yīng)符合那些技術(shù)性能？5、聲波透射法所用檢測儀器及換能器有哪些主要技術(shù)指標(biāo)？各在什么范圍？6、簡述徑向換能系統(tǒng)延時的來源及其標(biāo)定方法。7、采用聲波透射法檢測基樁時，預(yù)埋檢測管應(yīng)注意哪些問題？8、聲測管埋設(shè)應(yīng)注意哪些要點？9、為什么大直徑灌注樁不宜選用塑料管做聲測管？10、對于樁徑小0.6m的灌注樁，聲波透射法不適用，為什么？11、某樁徑為0.8m的灌注樁，埋設(shè)3根聲測管，聲測管在樁中的位置，基本等分樁的圓周。請問：聲波透射法檢測時有沒有“盲區(qū)”？

2、12、聲波透射法測樁時，如何選擇換能器的工作頻率、發(fā)射電壓、埋管數(shù)量、測點點距等技術(shù)參數(shù)？13、聲波透射法有哪幾種檢測方法？簡述不同方法的特點、用途。14、簡述聲波透射法檢測前的準(zhǔn)備工作。15、聲波透射法檢測中，要求聲測管中應(yīng)注滿清水，請說明原因。如果是泥槳，有何影響？16、聲波透射法測樁質(zhì)量，可用于判別混凝土缺陷的基本物理參量有哪些？說明其相關(guān)關(guān)系？17、常見缺陷在超聲波測試信號中的特性有哪些？18、解釋聲波透射法的PSD判別法。19、檢測管不平行時，如何判斷缺陷及其位置？20、PSD判據(jù)的優(yōu)點是什么？21、PSD判據(jù)的基本原理是什么？為什么要對斜率加權(quán)？22、簡要說明概率法存在哪些問題，在

3、哪些情況下可能導(dǎo)致誤判或漏判？如何解決？23、確定聲速異常臨界值判據(jù)中臨界值的基本原理是什么？24、灌注樁某處離析，造成粗骨大量堆積。聲波、幅值有何變化？為什么？25、什么叫衰減？產(chǎn)生衰減的原因是什么？26、什么叫超聲波聲場？反映超聲波聲場特征的重要物理量有哪幾個？什么叫聲壓、聲強(qiáng)、聲阻抗？27、在同一根樁的檢測中，不同剖面的檢測，聲波發(fā)射電壓和儀器設(shè)置參數(shù)是否應(yīng)保持不變？為什么？28、JGJ106-2003規(guī)范要求不同的樁徑需埋設(shè)不是數(shù)量的聲測管，具體的要求是什么？29、聲波透視法檢測中，發(fā)射和接收換能器以相同標(biāo)高提升，每次提升間距為多少？30、超聲波法檢測的適用范圍是什么？31、聲測管及耦

4、合水的聲時修正值計算公式是什么？32、聲波檢測PSD判據(jù)的計算公式是什么？33、超聲波在傳播中衰減的主要3個類型是什么？34、超聲波檢測要求受檢砼強(qiáng)度至少達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的百分之多少？35、當(dāng)一根樁有6根聲測管時需檢測幾個剖面？36、超聲波檢測發(fā)射換能器的諧振頻率一般為多少？37、聲波透射法檢測到可疑測點時，采用哪些檢測方式進(jìn)一步確認(rèn)？38、聲波檢測當(dāng)使用斜測法時，兩個換能器的中點連線與水平面的夾角不宜大于多少度？39、JGJ106-2003規(guī)范中規(guī)定樁身完整性的檢測方法有哪幾種？答 案1答：一是屬于樁身完整性，常見的缺陷有夾泥、斷裂、縮徑、擴(kuò)徑、混凝土離析及樁頂混凝土密實性較差等；二是嵌巖樁或端

5、承樁，影響樁底支承條件的質(zhì)量問題，主要是灌注混凝土前清孔不徹底，樁底沉渣或虛土厚度超過規(guī)定極限，影響承載力的發(fā)揮。 2答：該方法一般不受場地限制，測試精度高，在缺陷的判斷上較其他方法更全面，檢測范圍可覆蓋全樁長的各個橫截面，但由于需要預(yù)埋聲測管，抽樣的隨機(jī)性差，且對樁身直徑有一定的要求，檢測成本也相對較高。 3答：當(dāng)混凝土中存在缺陷時，超聲波聲速、聲幅、頻率和波形諸參量都有反映。首先是當(dāng)混凝土內(nèi)部存在缺陷時到達(dá)所需的“聲時”比超聲波在無缺陷的混凝土中直接傳播時所需的“聲時”長，反映出超聲波的聲速減小。其次是由于存在缺陷時，超聲波在混凝土中傳播時聲能衰減加大，接收信號的首波幅度下降。第三是由于混

6、凝土存在缺陷時，高頻成分比低頻成分消失快，接收信號的頻率總是比通過相同測距的無缺陷混凝土接收到的頻率低。最后，由于超聲波在缺陷界面上的復(fù)雜反射、折射，使聲波傳播的相位發(fā)生差異，疊加的結(jié)果導(dǎo)致接收信號的波形發(fā)生畸變。據(jù)此即可對混凝土內(nèi)部的質(zhì)量情況作出判斷。 4答：聲波檢測儀應(yīng)符合下列要求： (1)具有實時顯示和記錄接收信號的時程曲線以及頻率測量或頻譜分析功能； (2)聲時測量分辨率優(yōu)于或等于0.5Us，聲波幅值測量相對誤差小于5%，系統(tǒng)頻帶寬度為1200kHz，系統(tǒng)最大動態(tài)范圍不小于100dB；(3)聲波發(fā)射脈沖宜為階躍或矩形脈沖，電壓幅值為200- 1000V。5答：聲波發(fā)射與接收換能器應(yīng)符合

7、下列要求；(1)圓柱狀徑向振動，沿徑向無指向性； (2)外徑小于聲測管內(nèi)徑，有效工作面軸向長度不大于150mm; (3)諧振頻率宜為3050kHz; (4)水密性滿足lMPa水壓不滲水。6答：在測試時儀器所顯示的發(fā)射脈沖與接收信號之間的時間間隔，并非聲波通過試件的真正時間，中間還有種種延遲：電延遲，電聲轉(zhuǎn)換，聲延遲。其中聲延遲所占的比例最大。徑向換能器輻射面是圓柱面，應(yīng)采用如下方法標(biāo)定：將發(fā)、收換能器平行懸于清水，逐次改變兩換能器的間距，并測定相應(yīng)聲時和兩換能器的間距，做若干點的聲時一間距線性回歸曲線，就可求得系統(tǒng)延時。7答：(1)聲測管內(nèi)徑宜為5060mm。(2)聲測管應(yīng)下端封閉、上端加蓋，

8、管內(nèi)無異物；聲測管連接處應(yīng)光滑過渡，管口應(yīng)高出樁頂l00mm以上，且各聲測管管口高度宜一致。(3)應(yīng)采取適宜方法固定聲測管，使之成樁后相互平行。(4)聲測管埋設(shè)數(shù)量應(yīng)符合下列要求：D800mm，2根管；800mm<D<2000mm,不少于3根管；D>2000mm，不少于4根管。式中D為受檢樁設(shè)計樁徑。8答： (1)聲測管埋設(shè)數(shù)量應(yīng)符合下列要求：樁徑不大于0.8m時應(yīng)埋2根管，樁徑在0.82.0m時應(yīng)不少于3根管，樁徑大于2.0m時應(yīng)不少于4根管。 (2)聲測管內(nèi)徑宜為5060mm。聲測管應(yīng)下端封閉、上端加蓋，管內(nèi)無異物連接處應(yīng)光滑過渡，管口應(yīng)高出樁頂l00mm以上，且各聲測管

9、管口高度宜一致。 (3)應(yīng)采取適宜方法固定聲測管，使之沉樁后相互平行。 9答：塑料管的聲阻抗較低，由于其聲阻抗介于混凝土和水之間，所以用它做聲測管具有較大的透聲率，通常可用于較小的灌注樁。在大型灌注樁中使用應(yīng)慎重，因為大直徑樁需灌注大量混凝土，水泥的水化熱不宜發(fā)散，鑒于塑料的熱膨脹系數(shù)與混凝土的相差懸殊，混凝土凝結(jié)后塑料管因溫度下降而產(chǎn)生徑向和縱向收縮，有可能使之與混凝土局部脫開而造成空氣或水的夾縫，在聲路徑上增加了更多反射強(qiáng)烈的界面，容易造成誤判。 10.答：當(dāng)樁徑較小時，由于聲波換能器與聲測管的聲耦合會引起較大的相對測試誤差，故聲波透射法只遙用于樁徑大于0. 6m的灌注樁。 11.答：三管

10、測量的中心位置有一個盲區(qū)，但是中心位置產(chǎn)生缺陷的可能性最小，因此埋設(shè)3根聲測管是可以滿足檢測要求的。12答：(1)聲波發(fā)射與接收換能器的諧振頻率為2050kHz. (2)發(fā)射電壓越高，信號越強(qiáng)，測距越大。 (3)聲測管埋設(shè)數(shù)量應(yīng)符合下列要求：D800mm，埋設(shè)2根管；800mm<D2000mm，埋設(shè)3根管；D>2000mm，埋設(shè)4根管。式中D為受檢樁設(shè)計樁徑。 (4)發(fā)射與接收聲波換能器應(yīng)以相同標(biāo)高或保持固定高差同步升降，測點間距不應(yīng)大于250mm。 13.答：現(xiàn)場的檢測過程一般分兩個步驟進(jìn)行，首先是采用平測法對全樁各個檢測剖面進(jìn)行普查，找出聲學(xué)參數(shù)異常的測點。然后，對聲學(xué)參數(shù)異常

11、的測點采用加密測試、斜測或扇形掃測等細(xì)測方法進(jìn)一步檢測，這樣一方面可以驗證普查結(jié)果，另一方面可以進(jìn)一步確定異常部位的范圍，為樁身完整性類別昀判定提供可靠依據(jù)。 (l)平測普查(2)斜測 (3)扇形掃測 14、答： (1)受檢樁混凝土強(qiáng)度至少達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的70%或不小于15MPa方可進(jìn)場檢測； (2)收集有關(guān)的施工資料、設(shè)計資料，填寫任務(wù)委托單及現(xiàn)場原始記錄表； (3)打開聲測管塞子，向管內(nèi)注滿清水 (4)采用一段直徑略大于換能器的鋼棒作疏通吊錘，逐根檢查聲測管的暢通情況及實際深度；(5)用鋼卷尺測量聲測管之間的凈距離，聲測管內(nèi)徑、外徑，換能器直徑，精確 (6)計算零聲時，采用時距法測試系統(tǒng)延時

12、，計算聲測管及耦合水層聲時修正值。 15.答：換能器耦合的目的一方面是使盡可能多的聲波能量進(jìn)入被測介質(zhì)中，另一方面是使經(jīng)介質(zhì)傳播的聲波信號盡可能多地被測試系統(tǒng)接收，從而提高測試系統(tǒng)的工作效率和精度。 混凝土灌注樁的聲波檢測一般采用水作為換能器與混凝土的耦合劑，應(yīng)保證聲測管中不含懸浮物（如泥漿、砂等），懸浮液中的固體顆粒對聲波有較強(qiáng)的散射衰減，影響聲幅的測試結(jié)果。16、答： (1)聲時值：超聲脈沖穿過缺陷或繞過缺陷時，聲時值增大。(2)波幅（或衰減）：當(dāng)波束穿過缺陷區(qū)時，反映為波幅降低。 (3)接收信號的頻率：當(dāng)超聲脈沖穿過缺陷區(qū)時，接收信號主頻下降。(4)接收波形的畸變：接收波形產(chǎn)生畸變 17

13、回答： (1)沉渣： (2)泥砂與水泥漿的混合物： (3)混凝土離析： (4)氣泡密集的混凝土： (5)層狀缺陷（斷樁）： (6)聲測管接頭的影響： 18.答：PSD判據(jù)，亦可稱為“相領(lǐng)兩測點間聲時的斜率和差值的乘積判據(jù)”。 19.答：PSD判據(jù)對缺陷十分敏感。同時又可排除聲測管不平行引起聲時變化等非缺陷因素的影響。凡是在判據(jù)值較大的地方，均作為疑問區(qū)，作進(jìn)一步的細(xì)測。 20.答：實踐證明，PSD判據(jù)對缺陷十分敏感，而對于因聲測管不平行或混凝土強(qiáng)度不均勻等原因所引起的聲時變化，基本上沒有反映。 21.答：根據(jù)樁身某一檢測剖面各測點的實測聲時，測點高程z(mm)，可得到一個以z為因變量為自變量的

14、函數(shù)：f。=，(z)。當(dāng)該樁樁身完好時，f(z)應(yīng)是連續(xù)可導(dǎo)函數(shù)， f(z)-z圖上各測點的斜率只能反映缺陷的有無，不能明顯反映缺陷的大小（聲時差），因而用聲時差對斜率加權(quán)。 22答：概率法存在的問題： (1)在統(tǒng)計計算有無缺陷的臨界值時，完全按照低測值點可能出現(xiàn)的概率來計算，沒有考慮誤判概率和漏判概率。 (2)概率法的基本前提是樁身混凝土的聲速服從正態(tài)分布，嚴(yán)格地說混凝土強(qiáng)度服從正態(tài)分布，其聲速不服從正態(tài)分布，雖然強(qiáng)度與聲速具有相關(guān)性，但這種相關(guān)性多為冪函數(shù)型，是非線性的。 (3)當(dāng)有聲速“大值異常”時，“異常大值”向大值方向偏離正態(tài)分布。在運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計方法計算聲速臨界值時，沒有剔除“異常大

15、值”，而“異常大值”參與統(tǒng)計計算將影響聲速臨界值的取值。 概率法本質(zhì)上說是一種相對比較法，它考察的只是某測點聲速與所有測點聲速平均值的偏離程度，在使用時，沒有與聲速的絕對值相聯(lián)系，可能會導(dǎo)致誤判或漏判： (1)如果混凝土灌注樁實測聲速普遍偏低（低于混凝土聲速的正常取值），但離散度小，采用概率法是無法找到異常測點的，這樣將導(dǎo)致漏判。 (2)有的工程，為了搶進(jìn)度，采用比樁身混凝土設(shè)計強(qiáng)度高12個等級的混凝土進(jìn)行灌注，雖然樁身混凝土聲速有較大的離散性，可能出現(xiàn)異常測點，但即使是聲速最低的測點也在混凝土聲速的正常取值范圍內(nèi)不應(yīng)判為樁身缺陷。而用概率法判據(jù)，可能視其為樁身缺陷，造成誤判。 鑒于上述原因，

16、在規(guī)范中增加了低限值異常判據(jù)。一方面，當(dāng)檢測剖面n個測點的聲速值普遍偏低且離散性很小時，宜采用聲速低限值判據(jù)。另一方面，當(dāng)各測點聲速離散較大，用概率法判據(jù)判斷存在異常測點，但異常點的聲速在混凝土聲速的正常取值范圍內(nèi)時，不應(yīng)判為樁身缺陷。 使用低限值異常判據(jù)應(yīng)注意：當(dāng)樁身混凝土齡期不夠，提前檢測時，應(yīng)注意低限值的合理取值。應(yīng)該在混凝土達(dá)到齡期后，對各類完整性等級的樁抽取若干根進(jìn)行復(fù)檢，考察聲速隨齡期增長的情況，否則低限值判據(jù)沒有實際意義。 23.答：在n次測量所得數(shù)據(jù)中，去掉五個較小值，得到容量為(n-k)的樣本，取異常測點數(shù)據(jù)不可能出現(xiàn)數(shù)為1，則對于標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布假設(shè)，可得異常點數(shù)據(jù)不可能出現(xiàn)的

17、在標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布表可得到與不同的相對應(yīng)的刈直。每次去掉樣本中的最小數(shù)據(jù)，計算剩余數(shù)據(jù)的平均值、標(biāo)準(zhǔn)差，由表查得對應(yīng)的值。計算異常判斷值并將樣本中當(dāng)時的最小值與之比較。當(dāng)仍為異常值時，繼續(xù)去掉最小值噩復(fù)計算和比較，直至剩余數(shù)據(jù)中不存在異常值為止。則為異常判斷的臨界值。24、答：在粗骨料多的地方，由于粗骨料多，而粗骨料本身波速高，往往造成這些部位聲速值并不低，有時反而有所提高。但由于粗骨料多，聲學(xué)界面多，對聲波的反射、散射加劇，接收信號減弱，于是波幅下降。25.答：超聲波在介質(zhì)中傳播時，隨著距離的增加，能量逐漸減小的現(xiàn)象叫作超聲波的衰減。 超聲波衰減的原因主要有三個： (l)擴(kuò)散衰減： (2)散射衰減： (3)黏滯衰減： 26.答：充滿超聲波的空間，或者說傳播超聲波的空間范圍叫作超聲波聲場。聲壓、聲強(qiáng)、聲阻抗是反映超聲波聲場特征的三個重要物理量，稱為超聲波聲場的特征量。超聲波聲場中某一點在某一瞬間所具有的壓強(qiáng)與沒有超聲波存在時同一點的靜態(tài)壓強(qiáng)之差，稱為盧壓。單位時間內(nèi)穿過和超聲波傳播方向垂直的單位面積上