声波透射法

1声波透射法（一）填空题1、砼灌注桩声波透射法测试中，波速的大小反映了桩身砼的质量，决定声波透射法波速大小的物理量为E（弹模）ρ（密度）μ（柏松比），对于密实、完好的正常砼，其测得的波速范围一般为3600-4500。2、声波透射法的测试的主要物理量有声速、波幅、主频。3、当桩存在缺陷时，接收的波形发生畸变的原因是波的频散（绕射，反射，透射、散射）现象造成的。4、声波透射法检测基桩完整性现场测试采用的方法有平测，斜测，扇测5、声波透射法的埋管数量与桩径有关，一般桩径d≤800埋两根，800d≤2000埋三根，2000＜d埋四根，当埋三根和四根时，其测试截面数分别为3、6。6、声波透射法测桩中采用的换能器类型为径向换能器，其主要技术指标有工作频率、指向性，其一般主频率范围为30-50kHZ。7、砼灌注桩的成孔方式有冲击成孔，回转成孔，沉管成孔、人工挖孔、，在地下水位较高时，一般采取泥浆护壁钻孔成孔方式。8、由于声波透射法测试需要预埋声测管,造成其局限为测试成本高、随机性差。9、当仅有单孔时（如一取芯孔），可通过桩内单孔法方法对桩身完整性进行声波法测试。10、因为水具有不可压缩性，在声测管中注满清水作为耦合剂，目的是为了尽可能使波能量得到最大传输。11、声波透射法的测试分析的主要参数有声时、声速、波幅，其中波幅相对最敏感，声速比较有规律。12、对于预先未预埋声测管的混凝土灌注桩可通过桩外孔透射法方法对桩身完整性进行声波法测试。13、从所记录到的声波信号曲线上读取波峰值用以计算声波波幅的分贝值，应选择首峰最大值。在括号内填入判断结果，对打“√”，错打“×”）1、声波透射法中，声时是必测的，频率、声幅一般不测。（×）2、临界值是判断缺陷的指标，根据临界值即可判断是否有缺陷。（×）3、与低应变法不同，声透法波速较准确，可由波速大小来确定砼强度的等级。（×）4、当采用主频为50kHz的换能器时，其采样时间间隔至少要达到20μs。（×）5、声波透射法在基桩检测时的换能器，其压电陶瓷片数越多，灵敏度越高；压电陶瓷片数越多，对声波透射法测试越有利。（√）6、采样频率越高，频谱分析中频率的分辨率越高。（×）7、波速与砼强度有一定的相关关系，波速大小直接与砼强度有关，在准确确定出桩的2波速后，则可由波速大小来确定砼强度的等级。（×）8、对于一般的摩擦桩，桩底端砼的好坏和沉渣厚度对桩的承载力影响不大。（×）9、声波透射法中，波速的大小也是评价桩身混凝土质量的指标之一。(√)10、根据实测数据和临界值的比较即可判断是否有缺陷。(×)(三)简答题1、对于砼桩，低应变法测试的波速和声波透射法的波速是否相同？请用波的传播基本原理和计算公式说明。不同，反射波法的模型是一维弹性杆，声透法是三维模型，反射波波速C=（E/ρ）1/2，声透法波速C=[（E/ρ）*[（1-μ）/（1+μ）（1-2μ）]]1/2对于砼桩μ=0.2，C声=1.1C低，另外由于砼非线性及产生应变量低于低应变故比低应变高。2、简述声波透射法测试桩身完整性的基本原理和方法，声测管倾斜时又是如何进行检测和分析的？1）声波在砼中传播时，路径上遇到混凝土质量差时，声波将发生衰减，声速降低，若遇到空洞，空气界面将产生反射和散射，波幅减小，引起波形畸变，通过以上现象判断桩身缺陷。2）一般测距为0.25m，采用平测或斜测，当发现异常时加密或扇测，3）PSD判据法测斜修正3、砼并非是均质的材料，声波透射法中波是如何传播的？1）从应力波传播方面，由于砼是固体，任何固体都能传递应力波2）从声波传播方面，由于声透法波长大于砼骨料，所以可以在砼中绕射传播4、用波的传播机理说明你在选择换能器时是如何考虑其主频率的？如何确定声波检测仪系统的T0值？在进行现场测试时，你是如何确定T0值的？1）（个人发挥）由于声波在砼中传播高频率信号衰减比较大，对缺陷反应敏感，低频的传播距离教远，对缺陷不敏感，所以在保持一定的接收信号幅度前提下尽量使用高频换能器。（标准答案为）波的衰减与波长有关，管距离大用低频，管距小，用高频。2）将两换能器平行悬于清水中，逐次改变两者间距，并测定相应声时，做若干点的声时和间距线性回归曲线tt=t0+blv3）ΣT0=T0+t1’+t2’(介质声时+偶合声时+管壁声时)5、你是如何判断缺陷性质的？并说出你的判断的理由及依据。你又是如何根据测试数据判断桩的缺陷及对桩进行分类的？1）根据声透法测桩，无法直接判断缺陷性质，应结合施工工艺，地质情况施工记录等综合判断，结合波传播规律综合分析32）利用声速、声幅、主频临界值综合判断6、砼灌注桩常见的缺陷有那些？在声波透射法测桩中其如何表现？其对桩的竖向承载力分别有什么影响？1）常见缺陷：a断桩;b沉渣过厚;c混凝土离析;d夹泥;e孔洞2）a几乎无接收波;b波形近无或波幅波速频率急剧下降;c波速基本正常波幅降低;d波幅、声速、频率降低;e波幅下降声速基本不变，主频下降。3）a承载力严重下降;b端承力低承载力下降;c强度过低时桩身破坏;d、e对结构承载力有一定影响7、绘图说明声波透射法在检测桩身完整性时,在显示屏上观测到的完整、密实砼的接受波形。有哪些声学参量可以反映出桩身的缺陷,为什么？A：①时间t短（1）②幅值A高③波形规则，主频高①长（2）②低③波形畸变，主频低8、如何布置声波检测管？当声波检测管不平行时,如何判断桩身缺陷及其位置？（1）声测管布置及测试面：方向a.D≤800mm:2根声测管，1个测试面b.800mmD≤2000mm:3根，3个测试面c.D2000mm:4根，6个测试面（2）声测管不平行时：a.辅助以斜率法（PSD）来判断b.或进行测斜后判断8、声波透射法在现场测试完成后,要做哪些数据处理工作？（1）根据现场检测的各测点声时tc、波幅Ap及主频f等数据，得到声速、波幅-深度曲线，需要时可绘制辅助的主频-深度曲线（2）计算各临界值判据4（3）根据临界值判据及检测数据综合判断桩身完整性9、与其他相关标准相比，《建筑基桩检测技术规范》JGJ106在声波透射法中增加了哪（几）种判据？与《基桩低应变动力检测规程》JGJ/T93－95声波透射法相比，哪（几）种声学参数异常临界值的判据与JGJ106中的不同？增加了声速低限值判据。声速异常临界值的判据不同（采用概率法）10、采用高频声波有何优缺点？对缺陷敏感，传播距离短11、假设波幅分别降低1倍、10倍和1000倍，用分贝（dB）表示时各为多少？6dB、20dB和60dB。12、为何要强调在同一根桩的各检测剖面的检测过程中，声波发射电压和仪器设置参数应保持不变？是使各检测剖面的检测结果具有可比性，便于综合判定13、声波透射法检测时要求换能器达到良好耦合的目的是什么？为何一般应采用清水作耦合剂？良好耦合的目的是使尽可能多的声波能量进入被测介质，并经介质传播后被尽可能多地接收。如果声测管中含泥浆、砂等悬浮固体颗粒，会使声波产生较强的散射和衰减，影响测量结果。14、采用概率法声速异常值判据时，异常值的大小是否与声速的绝对大小有关？无关15、一根ɸ1200mm灌注桩，声测管中－中距离为1000mm。在平测时发现某一可疑测点，遂在该点深度附近采用斜测，收、发换能器的固定高差为1000mm。请说明这种测量方式是否合理？不合理。因径向换能器在铅垂面上有明显指向性，收、发换能器的联线与水平面的夹角一般不过30°～40°。（四）计算题（需列出计算公式、计算过程及单位）1、声波检测仪的A/D为8位，测得的首波振幅读数分别为127、12.8，用分贝表示其振幅衰减分别为多少？1．设127为满屏，28=256A127=20lgai/a0=100dBA12.8=20lgai/a0=80dB2、当采用主频为25kHz的换能器时，对于正常的一般砼，其声波的波长是多少？f=25kHzC=3600-4500λ=C/f=144-180mm/s（五）作图题1、如图所示桩，已知在B截面处桩中夹有一泥团，请绘出在A、B处的声波透射法测试波形与频谱分析曲线的大致形状（标出坐标名称）。5序号高程（m）声时(μs)平测A-B斜测A(B低1m)斜测B(A低1m)1-0.25233.5316.4315.72-0.50234.4315.4314.53-0.75232.4325.4314.64-1.00234.6445.5317.55-1.25233.4441.2338.86-1.50245.5320.8434.57-1.75316.4316.4448.78-2.00326.8318.7328.79-2.25245.4317.8313.410-2.50230.4316.4314.411-2.75228.8316.4314.712-3.00230.7315.4315.413-3.25231.7314.8315.414-3.50229.4314.2317.82、图示桩,桩身砼设计强度等级为C25，测试数据如下（综合∑T0为20μs，桩顶标高为±0.00m），请绘图说明缺陷的大致范围（标出坐标），并图示说明你的判断方法。63、某桩桩身砼设计强度等级为C30，甲检测人员测得桩身质量完好，平均波速为2100m/s，乙检测人员测得桩身质量也为完好，平均波速为6900m/s，请分别分析甲、乙检测结果的正确性及原因。甲：可能管距输入不正确或砼龄期不足。乙：可能管距输入不正确。