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摘要 本文较为详细地解说了声波透射法测试仪领域的若干新手艺，，，，，如相对能量诠释要领、三维层析成像剖析手艺等，，，，，同时叙述了现行要领中的局限性。
。。。通过桥梁灌注桩的应用实例，，，，，说明这些新手艺可有用地改善测试历程息争释精度。
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1．前言
 
声波透射法检测仪是凭证超声波的透射原理检测桩身完整性，，，，，现在已成为基桩无损检测中行之有用的要领之一。
。。。桥梁灌注桩一样平常具有桩径大、桩长长、缺陷重大等特点，，，，，低应变换力检测法测试桩身完整性常受到浅部盲区、多缺陷和桩长过长等限制，，，，，无法测试出桩身浅部缺陷、多个缺陷及深部缺陷或桩底。
。。。然而，，，，，声波透射法可以战胜上述所有问题。
。。。如图 1 所示，，，，，它是在桩身中预埋若干根声测管，，，，，声测管材质可以是铁管或 PVC 管，，，，，管内充满清水作为声耦合剂。
。。。然后将超声脉冲发射换能器和吸收换能器划分置于声测管中统一水平高度。
。。。测试历程中，，，，，两个换能器坚持同步移动，，，，，发射换能器发射超声脉冲通过桩身混凝土抵达吸收换能器吸收。
。。。若是桩身混凝土有缺陷，，，，，则会引起吸收波形爆发转变。
。。。通太过析吸收波的首波初至、幅值、频率和波形特征，，，，，可以判断缺陷位置和缺陷水平。
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随着声波测试仪器的生长，，，，，现场普遍接纳一连式快速收罗。
。。。与已往的点式丈量要领相比，，，，，测试速率和效率均大大提高了。
。。。数据剖析处置惩罚方面，，，，，数学统计法和 PSD 斜率法为主要判缺要领。
。。。在声测管间较量平行时，，，，，上述要领可准确的识别缺陷。
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只管云云，，，，，现在声波透射法手艺仍然处于一直生长历程中。
。。。桩身混凝土自己的非线性和缺陷的众多影响因素，，，，，比起上部结构混凝土性子来说要重大得多，，，，，经常使得数学统计法或 PSD 法盘算的临界值和异常点与现实不符。
。。。别的，，，，，声测管间在埋设历程中经常造成不平行或爆发局部倾斜，，，，，或者即便声测管平行，，，，，测试中发射和吸收换能器经常不可坚持统一高度甚至差别很大，，，，，造成数学统计法和 PSD 法不可完全适用，，，，，给诠释效果的准确性带来危害。
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为了刷新测试息争释要领，，，，，提高判缺准确度，，，，，海内外在这一领域近年来提出了一些新手艺要领并应用于现实工程，，，，，取得了较为理想的效果。
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2．新手艺要领
 
2.1 相对能量判别缺陷
 
相对能量是对指定的时间段内实测信号绝对幅值举行积分盘算的数值，，，，，着实际数值并不主要，，，，，只是一个相对值。
。。。这个看法是针对首波幅值而提出的。
。。。首波幅值是现在主要判缺标准之一。
。。。理论上，，，，，当桩身保存缺陷时，，，，，吸收波形的首波初至时间延迟，，，，，首波幅值降低。
。。。但现实上由于混凝土非线性和缺陷性子差别，，，，，首波幅值并不可反应真真相形。
。。。例如，，，，，当桩身混凝土保存离析缺陷时，，，，，如粗骨料少砂浆多，，，，，首波幅值不但不降低，，，，，有时还会略高于周围其它点的首波幅值，，，，，给数据诠释带来难题。
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首波幅值只用到了吸收波形中的第一个波幅，，，，，波形的其余部分没有用到。
。。。相对能量则是指定吸收波形中一段时间的幅值并积分为能量，，，，，这样比单个首波幅值更能反应桩身混凝土的现实状态。
。。。图 2 为超声波脉冲经由优异混凝土的实测波形，，，，，图 3 为超声波脉冲经由缺陷混凝土的实测波形。
。。。图中两条竖线为相对能量法指定的时间段。
。。。若是从首波幅值作为判缺标准，，，，，这两条曲线是无法区脱离的。
。。。可是若是接纳相对能量法，，，，，可以容易识别出桩身混凝土完好的桩段和保存缺陷的桩段。
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2.2 识别首波初至新要领
 
首波初至时间是声波透射法中极为主要的参数之一，，，，，它可用来盘算混凝土的波速。
。。。现在接纳的首波初至时间是一个绝对量，，，，，即吸收波形中第一个脉冲的抵达时间。
。。。这个时间的准确水平决议了盘算的混凝土波速的精度。
。。。现实上，，，，，这个时间的准确性往往受到多种因素的影响。
。。。好比测试历程中滋扰波会叠加到吸收波形上，，，，，容易造成识别误差；；；；；；再如声测管的局部倾斜，，，，，造成声测管平行部分和倾斜部分的首波初至爆发差别。
。。。由此可以看出，，，，，首波初至时间并不是一个绝对数值，，，，，而应该是一个相对的看法。
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现在在美国接纳阈值法识别首波初至时间。
。。。阈值中包括相对阈值和绝对阈值。
。。。相对阈值通过找出实测波形中首波峰值，，，，，接纳此峰值的相对百分数作为阈值对应的时刻来识别初至时间，，，，，一样平常推荐使用 20～30%作为阈值。
。。。绝对阈值使用占满量程的绝对百分数作为阈值识别初至。
。。。一样平常推荐使用 10-15%作为阈值。
。。。现实事情中接纳吸收波形中第一个同时凌驾相对阈值和绝对阈值的时间确定为初至时间。
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2.3 双深度编码器实时定位
 
现场测试历程中，，，，，海内现在普遍接纳单个深度编码器装置。
。。。在一连数据收罗历程中，，，，，常由于人工提拉等缘故原由使得两个换能器没有处在统一水平面上，，，，，造成实测效果的一致性差。
。。。在只有一个深度编码器的情形下是不可实时发明的。
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接纳两个深度编码器，，，，，可以实时监视两个超声换能器的位置，，，，，实时发明和调解换能器位置，，，，，使得两个换能器尽可能坚持同步移动，，，，，这对实测纪录大有利益。
。。。这也是现在现场测试中仪器生长的一个主要方面。
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图 4 为实测的某深度段响应的波速曲线和相对能量曲线（左侧）及两个换能器目今所在位置（右侧）。
。。。从图中可以看出，，，，，波速曲线和相对能量曲线中段泛起异常，，，，，波速和相对能量均显着减小，，，，，一样平常来讲体现该处有显着缺陷。
。。。可是我们视察到该深度上两个换能器位置显着加大，，，，，由于两个换能器的距离增大，，，，，有可能造成波速和相对能量的降低，，，，，这样就会容易泛起

误判。
。。。从这个例子可见，，，，，两个深度编码器对现场现实丈量和室内剖析是十分主要的。
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2.4 综合剖析要领
 
海内在判断缺陷剖析要领上，，，，，现在接纳波速或首波初至作为主要指标。
。。。在所有声测管相互平行时，，，，，这种要领是较为有用的要领。
。。。可是声测管往往会泛起局部倾斜或测试历程中发射和吸收换能器不可相互同步，，，，，这是波速法、波幅法甚至 PSD 斜率法都将会受到影响，，，，，给最终判断缺陷带来难题。
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即即是声测管平行和收发换能器同步，，，，，纯粹使用一种要领判断缺陷仍然有问题，，，，，由于缺陷性子差别，，，，，对某一个变量（如波速）的影响不是很敏感。
。。。为此，，，，，接纳综合剖析要领是解决缺陷的唯一途径。
。。。近年来外洋接纳波速（或首波初至）、相对能量和瀑布图（或称全波列图）组合判断缺陷。
。。。实践证实，，，，，更为有用的要领是首先使用这个组合直观发明缺陷，，，，，然后视察和较量缺陷处与无缺陷处的吸收波形形态，，，，，最终综合剖析判断缺陷。
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图 5 为某断面的实测曲线。
。。。图中深度约 7m 可见波速和相对能量显着减小，，，，，瀑布图响应深度处泛起空缺区，，，，，嫌疑该处有缺陷。
。。。然后进一步证实，，，，，在确定两个换能器同步的基础上，，，，，视察和较量完好混凝土处和嫌疑有缺陷处的吸收波形，，，，，如图（a）和图（b）。
。。。从中可以清晰地看有缺陷处吸收波形首波初至时间长、相对能量低且波形畸变。
。。。通过综合剖析最终判断该断面在深度为 7m 周围有显着缺陷。
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2.5 三维成像剖析手艺
 
三维成像剖析手艺在我们海内尚未有正式的效果及和应用，，，，，仍然沿用全波列或声学参数对深度的 XY 图。
。。。在有限的声测管和测试断面情形下，，，，，只能判断缺陷的简陋位置和规模，，，，，不可给定缺陷的形状和损失巨细。
。。。近年来外洋应用层析成像手艺对有限实测断面数据举行数学盘算，，，，，建设二维和三维图像。
。。。由此，，，，，判断缺陷形状、位置和巨细。
。。。这可以说是声波透射法以后生长的偏向之一。
。。。有些国家已经建议将三维成像剖析手艺纳入到灌注桩桩身质量检测规范中，，，，，以增补（甚至取代）目今只使用 XY 图作为判缺标准。
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图 6 为某根桩三维成像剖析效果。
。。。图中可以看出沿深度偏向有几处较量显着的缺陷保存。
。。。立体钢筋骨架图（a）显示了各缺陷的漫衍规模。
。。。对缺陷处任一位置可举行横切面二维显示。
。。。从中可以盘算缺陷面积占全截面面积的百分比，，，，，即获得定量的缺陷巨细。
。。。如图（b）所示，，，，，对应 7 米周围的缺陷，，，，，其漫衍规模主要集中在测管 4、5、6 周围，，，，，缺陷率为 23%。
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3．应用实例
 
3.1 全截面缺陷
 
某桥梁钻孔灌注桩应用上述声波透射法新手艺剖析效果曲线如图 7 所示。
。。。瀑布图中显示了一个“全截面缺陷”，，，，，4 个 35m 长声测管的所有 6 个断面的测试效果都显示在约 28m 处有一个显着缺陷。
。。。图中最右边为一个代表性断面的实测首波初至（左侧）曲线和相对能量对数曲线（右侧），，，，，可清晰的将全截面的主缺陷位置及未有缺陷的完整部分显示出来，，，，，不必进一步剖析。
。。。缺陷桩通过抽芯检测举行了验证，，，，，并接纳高压注浆要领举行了处置惩罚。
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4．结语
 
声波透射法测试装备在灌注桩桩身完整性检测中是很是行之有用的手艺之一。
。。。但工程现实中的种种影响因素的保存，，，，，不可能完全使用理想的数理统计要领盘算识别桩身缺陷。
。。。特殊关于非平行声测管来说，，，，，数理统计法判断效果容易爆发误判。
。。。近年来生长起来的新手艺，，，，，如接纳两个深度编码器、相对能量及全波列图综合剖析要领大大刷新了测试历程和盘算效果。
。。。为了确定缺陷形状和定量盘算缺陷巨细，，，，，泛起了三维成像剖析手艺。
。。。通过现实应用批注这些新手艺富厚和刷新了现有的声波透射法测试要领息争释要领，，，，，对以后增补和完善规范标准大有益处。
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