基于電磁反射法的混凝土節理檢測原理及其新發展

陳家瑞 彭寧波 邵婷悅 張煜珩 范相龍

【摘 要】由于混凝土工程具有隱蔽性，其質量問題往往難以直接監測。為了保證工程質量，需要對混凝土結構進行檢測，以確保工程的安全性。隨著科技的發展，一些不破壞混凝土結構的檢測方法被提了出來。電磁反射法作為其中的一種無損檢測手段在工程實踐中得到了良好的應用。文中對電磁發射法的基本原理與技術做了分析，并分析了其應用前景。

【關鍵詞】無損檢測；混凝土；電磁傳播；介電常數

中圖分類號：TU18 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）33-0068-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.33.030

【Abstract】Because of the concealment of concrete engineering， its quality problems are often difficult to monitor directly. In order to ensure the quality of the project， it is necessary to detect the concrete structure to ensure the safety of the project. With the development of science and technology， some testing methods that do not damage the concrete structure have been put forward. As one of the non-destructive testing methods， electromagnetic reflection method has been well applied in engineering practice. The basic principle and technology of electromagnetic launch method are analyzed， and its application prospect is analyzed.

【Key words】Nondestructive testing； Concrete； Electromagnetic propagation； Dielectric constant

0 引言

混凝土是當今一種被廣泛使用的重要建筑材料[1]。混凝土的質量受各種因素的影響，如成分，工藝，環境，攪拌，成型和固化，并不能保證混凝土質量的一致性。由于混凝土工程屬于隱蔽工程，其質量的檢測一直是一件困難的事情，在歷史上有很多因混凝土質量不合格造成的重大事故。隨著科技的發展，無損檢測作為一種有效的檢測技術在混凝土缺陷檢測方面開始得到應用[2-4]。

電磁檢測技術就是以電磁波作為探測介質，根據電磁波在介質中傳播時，對材料、結構、節理等因素的不同反應而研發的一種無損探測手段。物體的電磁特性會對電磁波造成較大的影響，因此電磁探測技術主要被用來探測被測物體的結構組成、內部節理等特性，如道路下空洞、裂隙，建筑裂隙等。可以預判空洞、裂隙、損傷的位置、范圍，為安全性判斷、維修提供幫助。電磁探測技術的最大探測深度可達10m，并且分辨率能夠得到較高的保證。[5-6]

1 電磁反射法檢測原理

電磁反射法是一種利用電磁信號在不同介質接觸面發生反射的特性來進行介質檢測的方法。通過一個發射器將特定屬性的電磁波束發射出去，穿過介質表面，通過接收介質中發射回來的電磁信號來分析介質中的情況[7-9]。

1.1 電磁波的傳播原理

電磁反射法探測是利用電磁波在介質中傳播的原理進行檢測工作的。在檢測開始時，由檢測設備的電磁波發射天線（Tx）將特定的電磁波束發射到介質中，當介質為均一介質時，電磁波的運行路線是直線傳播，但遇到其其他介質表面（存在較大電性差異）后，會發生反射和入射現象，其中反射波傳回地面后被探測設備中的接收天線（Rx）接收。除了反射波意外，沿介質表層傳播的直達波也會被接收天線捕捉，檢測設備會同時記錄下反射波和直達波[8]。

3 混凝土結構無損檢測技術前景

隨著科學技術的發展，人們越來越重視建筑物的安全，對混凝土結構質量的要求越來越高。中國的混凝土測試技術有了很大的改進，但由于中國混凝土無損檢測技術的研究和應用較晚，發展仍然不足，混凝土的無損檢測技術尚未被廣泛引用。然而無損檢測不同于一般方法，它不會破壞混凝土結構，而是通過借助檢測信號來進行的，通過無損檢測技術得出的判別參數是定量的，比常規定性描述更為精確。因此，無損檢測技術在建筑工程中的應用越來越受到業界的認可，并逐漸普及。另外，在對混凝土結構進行無損檢測的過程中，應當在綜合考慮好實際情況的基礎上合理選擇相應的無損檢測技術，從而保證最終檢測效果能真正符合實際需要。

4 結束語

隨著國家的發展，科學技術的進步，人民生活水平的提高，以及建筑業的監管，檢查越來越嚴格，建筑的質量要求也越來越高。尤其是現階段，國家的基礎建設快速發展，城鎮化進程加快的時刻，越來越多的高性能混凝土被用到橋梁、房屋、地下設置等建筑物中，這對衛生檢測技術提出了新的要求。無損檢測技術可以檢測隱蔽工程，在獲得較高進度參數的同時，又不破壞混凝土本身，具有巨大的優勢。可以在工程中廣泛的應用。無損檢測技術較多，電磁反射檢測法作為其中具有優勢的一種方法，已經被大量應用。但也存在需要一些局限需要我們繼續完善。

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