非破损检测构件混凝土抗压强度推定值的讨论

非破损检测构件混凝土抗压强度推定值的讨论——基于2007年度混凝土非破损检测上岗证考试题的答案分析童寿兴（同济大学）发表于第十届全国建设工程无损检测技术学术会议论文集2008年贵阳一、摘要针对2007年度混凝土非破损检测上岗证培训班理论考试题中构件混凝土抗压强度推定值的各种答案进行了分析和讨论，并就新实施的混凝土非破损检测规范中的印刷错误提出了推荐性的更正建议。二、问题的提出为了配合2007年9月1日起实施的上海市工程建设规范《结构混凝土抗压强度检测技术规程》DG/T08-2020-2007的贯彻执行，上海市2007年度混凝土非破损检测上岗证培训班的理论考试针对该规范中一个明显的错误，考试组织者们刻意出了一道有关构件混凝土强度的推定值的计算题。•考试计算题:••采用DG/TJ08—2020—2007规范超声~回弹综合法公式检测某一正方形构件。构件边长0.60m。各测区平均回弹值以及测区平均声时见下表。试推定该构件的混凝土强度。382.1273.2,00846.0=aiaicicuRvf边长0.60m测区回弹值49.950.851.350.151.050.049.752.051.551.7测区声时（μs）123.7124.7125.0125.8125.3130.7127.7131.9120.2121.2测区声速（km/s）测区混强度换算值（MPa）构件混凝土强度推定值为：边长0.60m测区回弹值49.950.851.350.151.050.049.752.051.551.7测区声时（μs）123.7124.7125.0125.8125.3130.7127.7131.9120.2121.2测区声速（km/s）4.854.814.804.774.794.594.704.554.994.95测区混强度换算值（MPa）68.168.569.165.968.260.263.062.375.870.074.970.0构件混凝土强度推定值为：（1）66.5–1.645*3.51=60.7（MPa）或者（2）60.2（MPa）•注：考题表格中加粗的斜体字为计算过程中及拟定的正解答案。•考题中为什么要使计算过程中两处出现大于70.0MPa的测区混凝土强度换算值？如在实际工程的检测中遇到这样的情况，期待、考察考生们将会如何处理？•统计考生们对本考题解题的中间计算过程以及答案，比较典型的解答有如下6种情况。解答一•1、根据超声-回弹综合法计算公式，解题过程中将10个测区的混凝土强度换算值如实计算并取值，即表格中最后二个测区的混凝土强度换算值取75.8MPa和74.9MPa。382.1273.2,00846.0=aiaicicuRvf解答一分析“考生的答案1”在本题的计算过程中测区混凝土强度未处理显然是错误的，国内现行的所有混凝土非破损检测规范都明确规定：回归曲线的范围不能任意扩大，众所周知我们在制订曲线的时候，试验数据是有一定的范围的界限。超出了这一范围的非破损检测物理量计算出的混凝土强度值，不能保证检测精度。正如国内现行的混凝土非破损检测标准，当结构或构件的测区抗压强度换算值中出现小于10.0MPa的值时，该构件的混凝土抗压强度推定值取小于10MPa。解答二•2、根据超声-回弹综合法计算公式，解题过程中将10个测区的混凝土强度换算值计算后，发现了两个大于70.0MPa的测区，测区的混凝土强度换算值改取70.0MPa。382.1273.2,00846.0=aiaicicuRvf解答二分析“考生的答案2”在计算过程中对测区混凝土强度换算值的处理是正确的，即不扩大曲线公式的运用范围，将大于70.0MPa的换算值作为70.0MPa处理。解答三3、构件混凝土强度推定值直接取10个测区混凝土强度换算值的平均值67.6MPa。解答三分析“考生的答案3”将10个测区混凝土强度换算值（无论是将大于70.0MPa的换算值不作处理和已作了处理）直接取其平均值作为该构件的混凝土推定强度值显然是错误的。国内现行的混凝土非破损检测标准中，没有一个规范或标准在这种场合是取平均值的，因为从数理统计角度来看，取平均值的结果无法满足构件强度推定值其95%的保证率。解答四4、构件混凝土强度推定值取10个测区混凝土强度换算值的平均值减去1.645倍标准差的计算值60.7MPa。解答四分析“考生的答案4”是本考题拟定的正解答案之一。即将10个测区中大于70.0MPa的测区强度换算值取70.0MPa后，计算这10个测区强度换算值的平均值、标准差，再以10个测区混凝土强度换算值的平均值减去1.645倍标准差得到该构件的混凝土推定强度值。1/2但是这样的处理方法，即将大于70.0MPa的测区强度换算值改为70.0MPa后，再计算10个测区强度换算值的平均值和标准差是否合理？如果仅从数值上看，测区强度换算值处理后的平均值将降低一些，由此统计的标准差也会偏小一些，由测区混凝土强度换算值的平均值减去1.645倍标准差时被减数和减数都减小了一些，得到该构件的混凝土推定强度值将会“负负得正”，使检测的结果较合乎实际情况，出于这样考虑似乎也是可取的。2/2解答五•5、将表格中最后2个大于70.0MPa的测区混凝土强度换算值剥除后，取留下的8个测区混凝土强度换算值中的最小值60.2MPa。解答五分析“考生的答案5”是本考题中拟定的正确补充答案。因为《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》JGJ/T23-2001标准以及《超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程》CECS02：2005标准的条文说明中都明示：当构件中出现测区强度无法查出时（即本文的大于70.0MPa只能取70.0MPa时）因无法正确计算强度平均值和强度标准差，可直接将其舍去。其理由为不足10个测区时取最小值的方法也顺理成章。1/2但JGJ/T23-2001以及CECS02：2005标准中权衡利弊“也只能以最小值作为该构件强度推定值”，规范取最小值是否有对施工单位和混凝土供应单位的不公?因为这明摆着是将构件混凝土强度判低了。构件强度有些测区甚至已经大于70.0MPa了，但却要硬生生的把它们去掉，而取最小测区强度值作为该构件混凝土强度推定值与事实不符，存在有失公允之嫌。2/2解答六6、直接写出该构件的混凝土强度推定值为大于70MPa。解答六分析“考生的答案6”是错误的，但其来源是规范上的印刷错误，即规范3.5.5款第1条“当结构或构件的测区抗压强度换算值中出现大于70.0MPa的值时，该构件的混凝土抗压强度推定值取大于70.0MPa”。在本次培训班的课堂上，笔者已经特别指出了这一错误。本考题的目的之一就是要引起考生在今后检测工作中的注意而纠正这一错误。三、结论1．当构件中某些测区大于70.0MPa时，直接定该构件的推定值为大于70.0MPa是错误的。2．在测区强度换算值的计算过程中，当出现大于70.0MPa时，直接取大于70.0MPa的测区强度换算值计算、统计构件测区混凝土强度的平均值、标准差是错误的，因为这样随意将测强范围的扩大处理是不允许的。3.将大于70.0MPa的测区强度换算值取70.0MPa后，再计算、统计测区强度换算值的平均值、标准差，以平均值减去1.645倍标准差的计算值作为该构件的推定值的方法似乎是合理可行的，但严格来说，经处理后的10个测区强度换算值的平均值、标准差各减少了多少无法确定，如将此处理方法要作为规范执行比较勉强。4．将大于制定测强曲线强度换算值方法的适用范围的测区强度剔除后，因为不满足10个测区的条件，取其剩余测区强度的最小值作为该构件的推定值的处理方法符合国内相关行业、标准化协会的标准，但显而易见，这种处理方法将使检测强度结果偏低，我推荐将上海市规范的3.5.5款第1条的最后一段改为“当结构或构件的测区抗压强度换算值中出现大于70.0MPa的值时，该构件的混凝土抗压强度推定值取大于.ecu,fcmincu,f