最新声波检测技术低应变测桩法——反射波法讲义(段)剖析教学讲义ppt.ppt

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1、声波检测技术低应变测桩法——反射波法讲义(段)剖析第一章波动理论基础第一节波动的基本知识一、振动1.振动的基本概念：若质点作偏离平衡位置，又再回到平衡位置的往复运动就是质点作振动。若一个物体整体作往复运动，称物体作振动，物体振动是物体整体参与的运动，运动中反应的性质就是物体的整体性质，而不是局部性质。2.周期：物体振动重现一次所经历的时间称为物体振动的周期，用T表示。3.循环：在一个周期内完成的运动看作一个循环。4.频率：单位时内振动的循环数称为振动的频率。用f表示。根据周期和频率的定义，可知周期和频率互为倒数。5.自振频率，未受外力的弹性系统，如在其内力

2、作用下运动，此时的振动频率称为系统的自振频率。6.强迫振动在外力激振下发生的振动。强迫振动的频率与激振力的频率一致，而与统的自振频率无关。振幅：振动物体偏离平衡位置的最大距离。二、波动的基本知识1.波动：在连续介质中局部质点振动向四周的传波，形成波动。即波动就是振动的传播。鉴于此波动也就有周期频率和振幅。2.波动的位移，速度和加速度概念：（1）位移：波动中质点偏离平衡位置的距离就是位移U（2）速度：质点运动的快慢的量度V，（3）加速度：质点速度的变化率W，第二节波的传播一、波的传播介质波赖以传播的介质叫波的传播介质.波的传播介质可分为一维介质、二维介质、三

3、维介质三类.1、一维介质若一种介质在两个方向的尺寸远小于第三个方向的尺寸,即介质在一个方向可以任意延伸,其余两个方向有限,这种介质叫做一维介质.在实际工作中的杆、柱、梁、桩等都可以作为一维介质处理.2、二维介质若一种介质在一个方向的尺寸远小于另外方向的尺寸,即介质在两个方向可以任意延伸,一个方向有限,这种介质叫做二维介质.在实际工作中的板材可以作为二维介质处理.3、三维介质若一种介质在三个方向的尺寸均可以无限延伸,这种介质叫做三维介质.二、波的传播的斯奈尔定律波入射到两种介质的界面上会产生折射、反射,将产生同名反射波、异名反射波、同名折射波、异名折射波.这

4、些波要满足斯奈尔定律Vp1，Vs1，Vp2，Vs2分别为介质1、2中的P波和SV波波速。由定律可知三、图1—2波在界面上的反射和折射即同名反射击波的反射角等于入射角。P波或SV波入射到自由表面，为满足加界条件，就要迭加，产生同名反射波（P反）异名反射波（SV反）。第三节声波和超声波一、声波声波是频率在几佰赫兹到2万赫兹的波，人们的听觉可以感知。其介质质点的振动方向和传播方向是一致的,所以声波是纵波.二、超声波频率超过20000Hz的声波叫超声波。从狭义上讲，超声波属声波类，因而应该是纵波。但现在工程检测中所应用的声波和超声波是广义上说的，即只是从频率上而言

5、，因此声波或超声波就有纵波和横波，特别是SH波及面波。三、声波的声学参数和性质声波是一种波，它就具有波的一切物理力学参数和一切性质，如：波速也叫声速，振幅也叫波幅，频率，相位等。在界面上会产生反射折射，而且附合波动在界面上的反射折射规律，即遵守波的各种运动规律。四、声波或超声波在各种工程检测中的概况声波或超声波在工程检测中的应用，目前在三个方面。第一个方面是混凝土强度和变形特性的检测；第二方面是混凝土表面产生裂缝深度的检测；第三方面则是对建物和构筑物内部缺陷的检测，诸如检测空洞，蜂窝、裂隙、离析和损伤或碳化混凝土厚度的检测。基桩的声波透射法检测，就是用声波

6、检测桩身内部是否存在缺陷的。第二章超声波检测混凝土强度超声波检测强度实际是以超声波通过混凝土的速度V的测定为基础的。同时也考虑混凝土的其他特性的测定，如超声波的振幅、衰减、首半波的周期等。该方法是基于混凝土强度R和超声波在其内的传播速度V之间有较好的相关性。一般说来，强度越高，则其声速越快，其理由可以解释为，混凝土强度与弹性模量有相关关系，弹性模量高的混凝土强度也高，而弹性模量与波速间是有定量关系。因此混凝土强度与声速之间也应该有相关性。也可解释为混凝土的密实性、孔隙率与声速相关，而且与强度相关。因此强度和声速亦应相关。第一节强度——声速曲线——R—V曲线

7、混凝土强度和声速曲线R—V曲线是超声测强的基础，要做测强工作，首先必须率定R—V曲线。混凝土是多种材料的集合体，随要求不同，其组成成份变化很大。同时各种材料又有不同产地，以及其制作中的条件差异，使得混凝土的性能相差很大。所以虽然混凝土强度和声速之间有良好的相关关系，但具体到R—V之间的关系则随混凝土不同而不同，也就是说没有统一的R—V关系曲线。虽然没有普适的R—V曲线，但在曲线的形态以及影响R—V曲线的主要因素等方面，也有许多共同之处。图2-1强度—波速曲线一、影响R—V曲线的因素研究表明，混凝土的原材料，配合比、制作条件、养护条件、含水率、龄期等六项技术

8、条件都对R—V曲线有不同程度的影响，但这些因素影响程度是不一样的，