結(jié)構(gòu)試驗技術(shù)之結(jié)構(gòu)非破損檢測方法

1結(jié)構(gòu)試驗技術(shù)StructuralTestingTechnology

陳再現(xiàn)副教授、博士上課了！??！16.2混凝土結(jié)構(gòu)的非破損檢測技術(shù)6.2.4鉆芯法一、基本原理鉆芯法是使用專用的取芯鉆機，從被檢測的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件上直接鉆取圓柱形的混凝土芯樣，并根據(jù)芯樣的抗壓試驗由抗壓強度推定混凝土的立方抗壓強度。特點：直觀，精度高；廣泛應(yīng)用于建筑，水利、大壩、橋梁、公路、機場跑道等工程中。2二、操作儀器3三、檢測技術(shù)鉆取芯樣應(yīng)在結(jié)構(gòu)或構(gòu)件受力較小的部位和強度質(zhì)量具有代表性的部位。鉆芯數(shù)量不應(yīng)少于3個，小構(gòu)件可取2個。芯樣直徑不宜小于骨料最大粒徑的3倍，一般為100mm或150mm，芯樣高度為直徑的1～2倍?！嫘緲釉嚰?nèi)不應(yīng)含有鋼筋。如不能滿足，每個芯樣內(nèi)最多只允許含有二根直徑小于10mm的鋼筋，且鋼筋應(yīng)與芯樣軸線基本垂直芯樣端面必須進行加工磨平。也可用水泥砂漿或硫磺膠泥在專用補平裝置上補平。45四、數(shù)據(jù)處理1、單個測區(qū)砼強度換算值：—芯樣抗壓試驗測得的最大壓力(N)?！煌邚奖软艔姸葥Q算系數(shù)。高徑比1.01.21.41.61.82.0換算系數(shù)1.001.071.131.171.211.246四、數(shù)據(jù)處理2、混凝土強度推定值：對于單個構(gòu)件或單個構(gòu)件的局部區(qū)域，取試件混凝土換算強度中的最小值作為代表值推定結(jié)構(gòu)的混凝土強度。直接將混凝土強度換算值的平均值作為推定值。7

鉆芯法檢測混凝土強度和其他性能，可靠性比較大。主要問題是試驗費用較高，取樣不很方便，試驗周期較長，且會造成結(jié)構(gòu)一些局部破損等。所以應(yīng)與其他非破損方法綜合應(yīng)用，分析與評定，提高效益。86.2混凝土結(jié)構(gòu)的非破損檢測技術(shù)6.2.5拔出法一、基本原理用一金屬錨固件預(yù)埋入混凝土內(nèi)（預(yù)裝發(fā)）或在構(gòu)件上鉆孔埋人一金屬錨固件（后裝法），然后測試錨固件從混凝土中被拔出時的拉力，并由此推算混凝土的抗壓強度。9二、操作儀器鉆孔機磨槽機錨固件：脹簧、脹桿、錨桿拔出儀力傳感器：顯示儀表10二、操作步驟鉆孔：用電鉆帶動空心鉆頭使鉆頭與混凝土表面保持垂直、均勻下鉆，要求直徑20±0.1mm，三點支撐鉆55mm深，圓環(huán)支撐鉆50mm深即可磨槽：將磨槽機上的金剛砂輪放入鉆好的內(nèi)孔，在距表面35mm（三點支撐）或30mm（圓環(huán)支撐）處加工出一個Φ28×8mm的環(huán)形溝槽，作為錨具拉拔時的的承力點，磨槽時將定位盤緊緊壓在混凝土表面上，沿鉆孔四周均勻移動，當(dāng)金剛砂輪中心桿與鉆孔壁相撞時，即可停止磨槽。11二、操作步驟安裝錨具：將脹簧放入鉆好的成型孔內(nèi)，用脹桿將脹簧脹開，卡在定位槽內(nèi)，然后將拉桿擰緊，應(yīng)檢查錨具是否與混凝土表面垂直安裝拉拔儀：將拉拔儀套入到安裝好的錨具上，擰緊螺母。拉拔：將儀表清零，順時針旋轉(zhuǎn)壓力閥，將壓力油傳送到油缸內(nèi)使活塞向上移動，開始對混凝土施加拉拔力，當(dāng)局部混凝土破壞時，可直接讀出該測點的最大拔出力（最高峰值），做好記錄。1213三、檢測技術(shù)℃單個構(gòu)件均勻布置3個測點。當(dāng)三個拔出力中最大值或最小值與中間值之差均大于中間值的15%，應(yīng)在最小拔出力測點附近增加2點批量抽檢不少于30%，且不少于10件，每個構(gòu)件3點測點測點優(yōu)先布置在側(cè)面，應(yīng)避開接縫、蜂窩、麻面部位和混凝土表層的鋼筋、預(yù)埋件。14四、數(shù)據(jù)處理1、砼強度換算值：——混凝土強度換算值——拔出力——測強公式回歸系數(shù)15四、數(shù)據(jù)處理

2.制定測強曲線所有材料與被測結(jié)構(gòu)混凝土的材料有較大差異時，可采用鉆芯法修正。芯樣數(shù)量不少于3個，每個芯樣附近做3個測點拔出試驗，修正系數(shù)按下式計算：——修正系數(shù)——第i個混凝土芯樣試件抗壓強度值——對應(yīng)于第i個混凝土芯樣3個拔出力平均值的混凝土強度換算值——芯樣數(shù)量16四、數(shù)據(jù)處理3、單個構(gòu)件混凝土強度推定值：以構(gòu)件的強度換算值（或修正系數(shù)乘以強度換算值）作為該構(gòu)件的混凝土強度推定值當(dāng)未加測點時，取3個拔出力中的最小值當(dāng)加測2點時，取加測2個測點與最小拔出力的平均值和前3個拔出力中間值的較小值如何確定拔出力？？17四、數(shù)據(jù)處理4、批量構(gòu)件混凝土強度推定值：較大值5.當(dāng)出現(xiàn)下列情況時，應(yīng)全部按單個構(gòu)件檢測。（1）換算強度平均值小于等于25MPa時，（2）換算強度平均值大于25MPa時，186.2混凝土結(jié)構(gòu)的非破損檢測技術(shù)6.2.6內(nèi)部缺陷的超聲檢測技術(shù)一、基本原理采用超聲波檢測儀，測量超聲脈沖的縱波在結(jié)構(gòu)混凝土中的傳播速度，波形信號的振幅和頻率等聲學(xué)參數(shù)的相對變化，來判定混凝土的缺陷。超聲波通過缺陷會產(chǎn)生繞射、反射，繞射使傳播速度變小，聲時偏長；反射使能量顯著衰減，波幅和頻率明顯降低，接收波形平緩甚至發(fā)生畸變。據(jù)此，判斷和評定混凝土的缺陷和損傷情況。19二、判別方法聲時法(又稱聲速法)：利用超聲波遇到孔洞等缺陷時產(chǎn)生繞射或直接穿過缺陷中低速介質(zhì)時，從聲時的變化而進行的量測振幅法：利用缺陷對聲波的衰減比無缺陷處大，接收波振幅將減小的特點，根據(jù)首波振幅的異常變化確定缺陷。20二、判別采方法波形法：利用超嘆聲波遇到轟缺陷時，覆連續(xù)性被新破壞，傳姜播路線受帝干擾，使賣接收波波辣形發(fā)生畸陸變和首波韻到達(dá)接收粱探頭時間錯的滯后，雜來判別缺束陷，如圖遞所示（a）無蓬缺陷時波坡形(b)巷有缺泥陷時波袋形21二、判紅別方法頻率法：即利用闊混凝土中艙質(zhì)量的不滔同，對超心聲脈沖波身中的高頻餓分量吸收睛、衰減也裙不同，致照使接收波齊的頻譜發(fā)亞生變化。有缺陷什處，接捏收波的數(shù)高頻分淘量相對飄減少，使低頻分蠻量則相輝對增大難。因此可從課接收的頻飛率值檢出翁缺陷。22三、裂隊縫檢測1、垂卵直裂縫僑檢測如果裂縫舍部位具有歌兩個相互尊平行的測從試表面，鉤可采用對測法：二探頭養(yǎng)相對，從慕裂縫頂部柏開始，逐怠漸向尖端悼移動掃描匙，當(dāng)測得登聲時趨于穩(wěn)定時，即模為裂縫制的終止炎。23三、裂縫銀檢測1、垂直聽裂縫檢測裂縫所在菜部位只有一個表衛(wèi)面可供超聲扇檢測時（恢如混凝土威路面、飛洋機跑道、看洞窟建筑儀和大體積鋤結(jié)構(gòu)等）冰采用單面平測銀法。：無裂縫砼中的傳播時間。：有裂縫砼中的傳播時間。24三、裂意縫檢測1、垂饑直裂縫舒檢測對很深的葛裂縫，側(cè)度向又無法設(shè)探測，當(dāng)偏用一般方當(dāng)法穿透能燈量不足時榆，可鉆孔悼用徑向增犯壓式探頭汗如圖的方傅法檢測（測試前戰(zhàn)測孔中率灌注清謹(jǐn)水）25三、裂縫響檢測2、斜農(nóng)裂縫檢逝測26三、裂縫代檢測2、斜裂姐縫檢測確定裂縫燒走向：將一滔探頭固蠶定放置敞在直線競上某一搏測點A，另一卻探頭置航于裂縫轎的另一減邊靠近壟裂縫的B1點，測夏得聲時t1后再稍交許外移格，此時氧聲時若墊減小，教則裂縫情走向與孫探頭的循移動相葉同，反慣之則相涂反。裂縫末叫端的確束定：如圖所散示，在B探頭由B1到B2的移動過腦程中，記緞下聲時值器最小的測騾點B3，從B3引測試房誠面的垂摟直線，聰該直線還必與裂攪縫末端O相交27四、不肺密實區(qū)奇和空洞嗓檢測1、對錢測法具有兩對互任相平行薯的測試面。貿(mào)在測區(qū)的秋兩對相互灑平行的測耐試面上，征分別畫間愁距為200～300m嘗m的網(wǎng)格，蹲確定出測逝點的位置瓜。28四、不答密實區(qū)予和空洞嚇檢測2、斜測堅法只有一對未相互平行本的測試面。在測區(qū)豪的兩個相練互平行的班測試面上怪，分別畫浮出交叉測氧試和兩組蜘測點位置29四、不隆密實區(qū)惰和空洞嚷檢測3、鉆株孔法測試距離挽較大。在測糊區(qū)的適補當(dāng)部位戴鉆出平療行于結(jié)疊構(gòu)側(cè)面妄的測試豎孔，直片徑范圍朝為45～50m違m，其深度輪視測試需尿要決定30五、表面驅(qū)缺陷檢測表面平測根法：每次患移動距離店不大于100m奧m，每測悄區(qū)內(nèi)不仍少于5個測點。1、測量話方法31五、表郊面缺陷譽檢測繪時-距坐標(biāo)晃圖，坐標(biāo)禾圖上的遺轉(zhuǎn)折點委即為分添界面，籮由此可具求得超歲聲波在屑損傷混械凝土與陡密實混被凝土中越的傳播庸速度及損傷厚度。2、數(shù)據(jù)橡處理32五、表面雷缺陷檢測2、數(shù)據(jù)漆處理336.2?；彀δ两Y(jié)廢構(gòu)的非枝破損檢白測技術(shù)6.2.捉7混凝堵土內(nèi)鋼筋輛位置檢測一、基蟲本原理電磁感應(yīng)查原理：混凝土堡是帶弱磁麻性的材料友，而結(jié)構(gòu)爬內(nèi)配置的抖鋼筋是帶贊有強磁性作的。鋼筋評測試儀的飛探頭接觸綱結(jié)構(gòu)混凝統(tǒng)土表面，悅探頭中的禮線圈通過帝交流電，頓線圈周圍影就產(chǎn)生交尖流磁場。澡該磁場中皺由于有鋼掉筋存在，照線圈中產(chǎn)抽生感應(yīng)電稿壓。該感應(yīng)電癢壓的變鑼化值是我鋼筋與姨探頭的侮距離和搜鋼筋直廈徑的函嗚數(shù)。鋼筋該愈靠近纏探頭、鏟鋼筋直打徑愈大侄時，感害應(yīng)強度凱變化也貢愈大。342、鋼筋霧探測儀353、基本窮操作將探頭膚放置在嶼被檢測疑體表面蟲，探頭扁平行鋼爐筋、沿旅鋼筋走蒜向的垂溜線方向幕勻速移沉動探頭冒。當(dāng)探頭徒到達(dá)被傳測鋼筋事正上方迅時，儀毅器發(fā)出蜂提示（腦鳴聲、鬼顏色變挽化顯示避），此北處下方寸有鋼筋美，在相棚反方向升的附近蔑位置慢脖慢往復(fù)缸移動探臺頭，同所時觀察表屏幕上殼的信號蜜值，最企大值的棒位置即翁是鋼筋仰的準(zhǔn)確變位置，在就可檢郊測出被旱測鋼筋療的直徑卻和保護南層厚度363、基本隸操作376.3籠鋼讓結(jié)構(gòu)的牧無損檢弊測技術(shù)表面硬度法強度檢披測缺陷檢測超聲法386.3查鋼臺結(jié)構(gòu)的戚無損檢要測技術(shù)6.3擋.1名表面硬萄度法檢培測鋼材惹強度一、基本勻原理利用布氏硬靜度計來測定指：由硬車度計端嫂部的鋼競珠受壓氏時在鋼叛材表面綿和已知獅硬度標(biāo)膀準(zhǔn)試樣懲上的凹狂痕直徑訂，測得扛鋼材的估硬度，聽并由鋼拳材硬度倚與強度譯的相關(guān)均關(guān)系，劃經(jīng)換算烤得到鋼耳材的強平度。39二、數(shù)據(jù)脹處理406.3.劫2超聲辦法檢測鋼腥材和焊縫背缺陷一、基紛本原理超聲法檢復(fù)測鋼材和誼焊縫缺陷獎，其工作辣原理與檢庭測混凝土丈內(nèi)部缺陷乎相同，試韻驗時較多也采用脈沖帶反射法，叮工作頻率絕為0.5—畝2MHz。超聲波瓣遇到不同授介面（構(gòu)芬件材料表亂面、內(nèi)部撥缺陷和構(gòu)斤件底面）免時，會產(chǎn)尺生部分反蘇射。如材穗料完好，食內(nèi)部無缺寄陷測時，蠶顯示屏上調(diào)只有起始脈旗沖（始居波）和底脈沖妙（底波虹），不出現(xiàn)缺陷反灑射波（傷波）郵。反之會誼出現(xiàn)缺陷反歪射波無缺陷波形有缺陷波形416.4剪砌體結(jié)吹構(gòu)的非破昂損檢測技框術(shù)檢測砌放體抗壓刃強度：扁頂法、原位軸禾壓法檢測砌體程工作應(yīng)力春、彈性模誤量：扁頂法檢測砌體北抗剪強度戒：原位單肢剪法、原位單等磚雙剪狐法檢測砌蠢筑砂漿發(fā)強度：推出法、筒壓桌法、砂拘漿片剪棋切法、回彈法、點荷陵法和射雀釘法、銳貫入法藍(lán)。426.4姐砌體結(jié)兄構(gòu)的非破彩損檢測技船術(shù)6.4溪.1盼扁頂法辦測定砌盲體抗壓掀強度一、基存本原理采用扁式液東壓千斤誘頂在墻體上盤進行抗壓陰試驗，檢時測砌體的菜受壓工作吵應(yīng)力、彈罰性模量和匙抗壓強度43二、試洞驗裝置2507皮或8轎皮磚44二、試驗幫步驟實測墻體堪受壓工作紫應(yīng)力：測試開弦槽前角疤標(biāo)距離：采用手躲持式應(yīng)變器儀測量兩燈角標(biāo)初始榜距離3次，取平雀均值開槽:在磚墻內(nèi)如開鑿兩條檢間距7皮或8皮磚水平返灰縫，并蠟清理干凈貓，再次測皂量開槽后咳兩角標(biāo)間刪的距離，螺取3次平均值試驗：在槽易內(nèi)裝入左扁頂，宿逐級加脾載，直膠至實測線變形值精達(dá)到開賭槽前的及讀數(shù)，識此時加廉載系統(tǒng)爭壓力表跡顯示的施壓力就川是墻體描的受壓副工作應(yīng)壞力實測墻超內(nèi)砌體具抗壓強戶度和彈控性模量妖：開槽:在磚墻內(nèi)丘開鑿兩條早間距7皮或8皮磚水燭平灰縫柴，在槽計內(nèi)裝入羨扁頂試驗：采用靜斷載試驗加魄載制度得犧到砌體的津受壓破壞配荷載45三、加黎載步驟（1）亞預(yù)加載墳：正式剪加載前獄，10探％的預(yù)也估破壞依荷載值礦；（2）正港式加載：汁每級荷載旬為預(yù)估破徹壞荷載的酒10％（吳1-1.監(jiān)5min醫(yī)加完），鍋然后恒載題2min曉，（3）橋破壞荷后載：加智載至8搏0％的摘極限荷纖載時，舊持續(xù)加厲載，至糕槽間砌梯體破壞麥。極限輪狀態(tài)—剪—槽間怠砌體裂縮慧縫加劇峽和增多滔，油壓泉表指針瀉回退。46四、測醬點布置（1）場測試部紡位宜選島擇墻體歌中部距離樓地民面1m左右高械度處，侍槽間砌陵體的墻升體寬度罷不應(yīng)小幫于1.玩5m；（2）同毅一墻體，魔測點不宜幼多于1個位，且優(yōu)先礎(chǔ)選擇中間紐奉部位；多濟于1個時追，水平凈贏距不得小汪于2.0煩m；（3）測綱試部位不混得選在挑查梁下，應(yīng)眼力集中部片位以及墻鋼梁的墻體負(fù)計算高度偏范圍內(nèi)；47五、數(shù)咱據(jù)處理（1）油膽壓表讀數(shù)濁確定荷載水值；（2）槽撓間砌體抗木壓強度：——第i個測區(qū)第j個測點槽間砌體的抗壓強度——第i個測區(qū)第j個測點槽間砌體的受壓面積——第i個測區(qū)第j個測點槽間砌體的受壓破壞荷載值48五、數(shù)據(jù)擱處理（3）槽伍間砌體抗都壓強度換隔算成標(biāo)準(zhǔn)鍬砌體的抗閥壓強度：——第i測區(qū)砌體抗壓強度平均值——測區(qū)測點數(shù)——第i個測區(qū)第j個測點標(biāo)準(zhǔn)砌體的抗壓強度換算值——該測點上部墻體實測的壓應(yīng)力值——強度換算系數(shù)49五、數(shù)職據(jù)處理砌體強啟度推定搏值：當(dāng)測區(qū)數(shù)壺少于6時，取兔測區(qū)砌睛體抗壓翻強度的寨最小值fm,min作為檢測食單元的強位度標(biāo)準(zhǔn)值舉。當(dāng)測區(qū)數(shù)蜻不小于6時，按下卷式計算：當(dāng)測試投結(jié)果變甜異系數(shù)載大于0.20時，應(yīng)檢冒查離散性母大的原因——同其一檢測電單元的綠強度標(biāo)短準(zhǔn)方差——計算皆系數(shù)，按聯(lián)測區(qū)數(shù)不瘦同查表506.4.象2原位班軸壓法測淡定砌體抗殺壓強度砂墊層扁式千值斤頂反力板拉桿原位壓初力機測跨試工作配狀態(tài)七皮磚和扁頂法基本原粥理完全五相同。撓采用平尤衡拉桿肆形成自平衡體惜系進行加載爆，對墻體踢其它部分蛛無影響516.4準(zhǔn).3踢原位單特磚雙剪靜法測定之砌體抗覺剪強度一、基注本原理采用專用年的原位剪切頂儀，在墻體開上對單塊已順磚進行贊剪切試驗壟，檢測磚再砌體沿通出縫截面的噸抗剪強度腎。526.4.榮3原位熊單磚雙剪礦法測定砌都體抗剪強白度二、加載尋裝置536.4席.4雙回彈法遇測定砌俱體砂漿斬強度一、基本走原理采用專禽門的砂漿回彈解儀檢測磚砌艙體內(nèi)的砌白筑砂漿強暫度，基本服原理同砼嘩。本方法章不適用于使推定高溫灑、長期浸存水、化學(xué)況侵蝕和火利災(zāi)情況下泥的砂漿抗睜壓強度。546.4.筐4回彈窮法測定砌姥體砂漿強樓度二、測位粱布置測試部位菜宜選在承圣重墻的可熔測面上，賴每個測位怕的面積宜大于0.3m刊2，測位數(shù)≥5個，每個眾測位內(nèi)均勻布置12個彈擊點，測點間幼距≥20mm。測位頑、測點憤應(yīng)處理頁干凈、庸平整。每檢測效單元隨刺機選擇6個構(gòu)件作趨為6個測區(qū)。當(dāng)一個回檢測單元長不足6個構(gòu)件時壞，應(yīng)將每況個構(gòu)件均奧作為一個閃測區(qū)556.4.跟4回彈糞法測定砌抱體砂漿強燦度三、檢測散技術(shù)測試：每個穩(wěn)測點連續(xù)彈擊3次，第1、2次不讀伍數(shù)，僅記錄第3次的回版彈值。測試辭時回彈鋼儀應(yīng)始線終處于立水平狀啄態(tài)，其哄軸線應(yīng)默垂直于懶砂漿表臭面。在每一筋測位內(nèi)顛，選擇1～3處灰縫，平用游標(biāo)尺交和1％的酚酞糟試劑測量蹦砂漿的碳化深度，讀數(shù)應(yīng)賢精確至0.5蠅mm。566.4.期4回彈圈法測定砌亂體砂漿強血度三、數(shù)據(jù)叮處理回彈值：從每個襲測位的12個測點的乖回彈值中倆，分別剔炮除最大值報和最小值朝，按余下漁的10個回彈值息計算算術(shù)蔑平均值R。每個測青位的平均碳化表深度d：取該測手位各次測萄量的算術(shù)議平均值,精確至0.5荷mm。d>3m己m時，取3.0m彩m。576.4.劃4回彈忘法測定砌淘體砂漿強厲度三、數(shù)男據(jù)處理砂漿強沖度換算覆值：根據(jù)該竄測位的平紅均值和平驚均碳化深泥度值，計暖算第i測區(qū)第j個測位的滋砂漿強度絹換算值。586.4.賊4回彈銀法測定砌裙體砂漿強元度三、數(shù)據(jù)鑄處理砂漿強度近推定值：當(dāng)測區(qū)數(shù)飽少于6時，取測幻玉區(qū)砂漿抗事壓強度的怠最小值f2,min作為檢宇測單元壇砂漿的拳抗壓強蹄度。當(dāng)測區(qū)數(shù)勁不小于6時，取f2,m和4/3f2,mi極n的較小值當(dāng)測試結(jié)率果變異系夸數(shù)大于0.3起5時，應(yīng)虎檢查離綁散性大粱的原因596.4.禾5推館出法測定便砌體砂漿