討論聲波測試中的盲區問題

摘 要 本文基于聲波透射法的檢測理論，使用混凝土缺陷樁的ANSYS有限元進行模擬，通過改變聲音參數以分析缺陷所帶來的影響。

關鍵詞 聲波透射法 有限元 聲音參數 缺陷影響域

中圖分類號：TB55 文獻標識碼：A

0 引言

灌注樁是高層建筑、橋梁等工程結構常用的基樁形式，其質量直接影響上部結構安全，由于灌注樁的特定施工條件，在混凝土灌注過程中產生夾泥、縮頸、空洞、斷樁等缺陷，這些缺陷造成了樁身的不完整性。采用基樁聲波透射法檢測技術，通過分析接受波的首波初至、幅值、頻率和波形特征，可以判斷缺陷范圍的大小和缺陷的性質。實際檢測中，由于聲場有效影響域的存在，往往有檢測盲區，尤其是當首波波幅變化較大而聲時正常時，缺陷的空間展佈范圍難以推斷。本文采用混凝土缺陷樁模型進行數值模擬，假定異常體在空間中不同的位置，從模型的測試結果來分析首波波幅的變化規律，確定一定頻率換能器的聲場有效影響域，從而推斷出盲區的范圍，說明波幅在超聲波測試中的作用。

1 數值模型

1.1 模型材料計算參數

4 聲場有效影響域及波幅在聲波測試中的應用

聲場有效影響域空間的完整分布實際是一個橢圓球體，其大小由換能器及超聲檢測儀的性能所決定。被測介質內存在的異常體如在有效影響域外，波幅值對它不能作出反應。在保證換能器耦合一致性的前提下，波幅比波速對缺陷反應得更好。當埋設多根聲測管時可以由聲時、首波波幅來大體確定缺陷的空間分布情況。

當缺陷尺寸不大，聲場有效影響域無法覆蓋該缺陷時，波幅和聲時對缺陷均無異常反應，這時就會形成檢測盲區。在垂直面上可以通過加密測點，水平面上通過改善換能器及超聲檢測儀的性能增大聲場有效影響域的方法來降低漏檢幾率。

5 結語

（1）波速正常變化，波幅變化異常可以預測缺陷存在的可能性，認識盲區的分布及波幅的變化規律，有利于更好地推斷缺陷的空間分布情況；（2）通過分析波幅變化規律，為今后以波幅為判據作技術準備；（3）波幅的應用對換能器和超聲儀的性能及測試水平要求較高。

參考文獻

[1] 羅騏先.樁基工程檢測手冊[M].北京：人民交通出版社，2003.

[2] 張宏.灌注樁檢測和處理[M].北京：人民交通出版社，2001.

[3] 劉屠梅，趙竹占，吳彗明.基樁檢測技術與實例[M].北京：中國建筑工業出版社，2006.

[4] 王雪峰，吳世明.基樁動測技術[M].北京：科學出版社，2001.

[5] 中華人民共和國建設部.JGJ 106-2003.建筑基樁檢測技術規范[S].2003.

[6] 陳欣.波速判讀和缺陷程度對聲學參數影響的仿真分析[D].武漢：華中科技大學，2010.