⑴ 聲測管主要檢測什麼
樁基聲測管檢測原理及方法
檢測原理:
樁基聲測管的檢測原理很類似與做B超,下入探頭用回聲原理進行檢測方法簡單適用。樁基聲測管檢測樁基質量主要是採用聲波透射法,它將超聲發射探頭和接收探頭分別下進預先埋入樁身且充滿水的不同鋼管中,發射探頭產生的超聲波經過水耦合穿透樁身混凝土到達另一個鋼管中的接收探頭,接收探頭將接收到的信息傳入儀器,通過綜合分析接收到的超聲波在混凝土中的信:如聲速、聲幅、頻率和波形諸參量的特徵,而對樁身混凝土質量做出評價。聲波透射法的原理是通過超聲波發射裝置發出超聲波,根據接收器接到超聲波時的時間差就可以知道距離了。這與雷達測距原理相似。 超聲波發射器向某一方向發射超聲波,在發射時刻的同時開始計時,超聲波在空氣中傳播,途中碰到障礙物就立即返回來,超聲波接收器收到反射波就立即停止計時。(超聲波在空氣中的傳播速度為340m/s,根據計時器記錄的時間t,就可以計算出發射點距障礙物的距離(s),即:s=340t/2)。
檢測前的准備工作
1、收集工程樁基地質勘察資料、基樁設計和施工資料:主要了解樁基的編號、設計強度、樁長、灌注日期、樁成孔類型、地層情況等。
現場規范實測時,往往存在堵管或管深不一致的問題,了解樁基長是很有必要的,而了解強度及灌注日期,對波速的情況有一個大概的了解。了解樁基成孔類型和地層,知道可能存在的缺陷。
2、將各樁基聲測管內注滿清水,檢查管體是否暢通;換能器應能在樁基聲測管內正常規范升降。
檢測步驟:
1、確定管的編號並正確的與儀器相應通道介面連接。
2、確定了管的編號後,將探頭放入相應的管中並接好探頭。
3、當感測器已到達管口或選擇採集完成後,如發現該數據中存在信號大面積異常,可將探頭重新放回管內,再重新提升測試一遍。
4、在樁身質量可疑的測點周圍,可採用加密測點,或採用斜測、扇形掃測進行復測。
注意事項:
(1)管內一定要注清水,水是超聲波良好的耦合劑,但如如果有雜質,對規范檢測結果是有很大影響的。
(2)對於灌滿清水很長時間沒做檢測的,需要先對樁基聲測管內部進行清洗,常用鋼筋綁清潔球來完成。
(3)對於孔口沒做好保護,流入污水或污泥的,需要清洗樁基聲測管。
常見問題:
當混凝土內部存在缺陷時,在超聲波發一收通路上形成了不連續介質,低頻超聲波將繞過缺陷向前傳播,在探測距離內,其繞射到達所需的「聲時"比超聲波在無缺陷的混凝土中直接傳播時所需的「聲時"長,反映出超聲波的聲速減小。其次是由於存在缺在缺陷時,超聲波在混凝土中傳播時聲能衰減加大,接收信號的首波幅度下降。第三是由於混凝土存在缺陷時,高頻成分比低頻成分消失快,接收信號的頻率總是比通過相同測距的無缺陷混凝土接收到的頻率低。最後,由於超聲波在缺陷界面上的復雜反射、折射,使聲波傳播的相位發生差異,疊加的結果導致接收信號的波形發生畸變。據此即可對混凝土內部的質量情況作出判斷。
⑵ 低應變檢測與高應應變檢測有何區別
低應變是檢測裝身完整性的,高應變既可以檢測完整性,又可以檢測樁的承載力。
根據作用在樁頂上動荷載能量是否使樁土之間發生一定塑性位移或彈性位移,而把動力測樁分為高、低應變兩種方法。動力檢測法又有高應變與低應變之分。對樁頂施加錘擊,使樁身不沉應變達到1.5~2.5mm以上的稱為高應變動測法,否則稱為低應變動測法。前者對了解樁的承載力效果較好,後者對檢驗樁身混凝土勻質性效果較優;前者檢測設備較笨重,價格貴,且因要求錘與樁的重量比須大於0.08~0.2,因此檢測大直徑、深長的灌注樁,錘的質量要求大於10噸以上,相應的吊張、搬運設備都顯得笨重;後者設備較輕便,價格低些。
高應變法,作用在樁上能量大,應力和應變水平接近或達到工程樁的應力、應變水平,動荷載使樁克服土阻力產生貫入度,從而使樁、土之間產生塑性位移。樁對外的抗力主要通過位移產生,有了位移,樁側和樁尖土阻力得到一定程度的產揮。在樁頂量測到的樁,土響應信號包括承載力因素,所以高應變試樁可以對單樁承載力進行判定,也可以評價樁身結構完整性。
低應變法,作用在樁頂上的動荷載小於使用荷載,其能量小,只能使樁產生彈性變形,一般情況下只產生10-5動應變。它是通過應力波在樁身中傳播和反射原理,對樁身結構完整性進行評價;根據振動理論對承載力進行推算。低應變法從原理上不能直接得到承載力的推斷,而是由實測動剛度和靜動對比的修正進行推算,因此帶有很大的地區經驗和人為因素。
⑶ 超聲波與次聲波的作用與危害
超聲波
超聲波一般由具有磁致伸縮或壓電效應的晶體的振動產生。它的顯著特點是頻率高,波長短,衍射不嚴重,因而具有良好的定向傳播特性,而且易於聚焦。也由於其頻率高,故而超聲波的聲強通常比一般聲波大得多。用聚焦的方法,可以獲得聲強高達109W/m2的超聲波。超聲波在液體、固體中傳播時,衰減很小。在不透明的固體中,能穿透幾十米的厚度。超聲波的這些特性,在技術上得到廣泛的應用。
作用
利用超聲波的定向發射性質,可以探測水中物體,如探測魚群、潛艇等,也可用來測量海深。由於海水的導電性良好,電磁波在海水中傳播時,吸收非常嚴重,因而電磁雷達無法使用。利用聲波雷達——聲納,可以探測出潛艇的方位和距離,因為超聲波碰到雜質或介質分界面時有顯著的反射,所以可以用來探測工件內部的缺陷。超聲探傷的優點是不傷損工件,可以探測大型工件,如用於探測萬噸水壓機的主軸和橫梁等。此外,在醫學上可用探測人體內部的病變,如「B超」儀就是利用超聲波來顯示人體內部結構的圖像。
目前超聲探傷正向著顯像方向發展,如用聲電管把聲信號變換成電信號,再用顯像管顯示出目的物的像來。隨著激光全息技術的發展,聲全息也日益發展起來。把聲全息記錄的信息再用光顯示出來,可直接看到被測物體的圖像。聲全息在地質,醫學等領域有著重要的意義。
由於超聲波能量大而且集中,所以也可以用來切削、焊接、鑽孔、清洗機件,還可以用來處理種子和促進化學反應等。
超聲波在介質中的傳播特性,如波速,衰減,吸收等與介質的某些特性(如彈性模量、濃度、密度、化學成份、黏度等)或狀態參量(如溫度、壓力、流速等)密切有關,利用這些特性可以間接測量其他有關物理量。這種非聲量的聲測法具有測量精度高,連度快等優點。
由於超聲波的頻率與一般無線電波的頻率相近,因此利用超聲元件代替某些電子元件,可以實現電子元件難於起到的作用。超聲延遲線就是其中一例。因為超聲波在介質中的傳播速度比起電磁波小得多,用超聲波延遲時間就方便得多。
次聲波
次聲是頻率低於可聽聲頻率范圍的聲,它的頻率范圍大致為10-4~20Hz。
作用
由於次聲的頻率很低,所以大氣對次聲波的吸收系數很小,因而其穿透力極強,可傳播至極遠處而能量衰減很小。10Hz以下的次聲波可以傳播至數千千米的距離。1983年夏,位於印度尼西亞蘇門答臘島和爪哇島之間的喀拉喀托火山爆發,火山爆發時產生的強次聲波繞地球轉了3圈,歷時108小時後才慢慢消逝。全世界的微氣壓計都記錄到了它的振動餘波。1986年1月29日,美國太空梭"挑戰者"號升空爆炸,爆炸產生的次聲波歷時12小時53分鍾,其爆炸威力之強,連遠在1萬多千米處的我國北京香山中科院聲學研究所監測站的監測儀都"聽"到了。通常的隔音吸音方法對次聲波的特強穿透力作用極微,7000 Hz的聲波用一張紙即可隔擋,而7Hz的次聲波用一堵厚牆也擋不住,次聲波可以穿透十幾米厚的鋼筋混凝土。
危害
次聲波具有較大的破壞性。強烈的次聲波通過固體媒質的傳播,會直接破壞建築物,使其損壞或坍塌。1980年,我國南京某廣場的一座大樓施工時,打樁機產生的強烈振動波,把工地附近一家電影院的牆壁震裂,致使這家電影院不得不被拆掉重建。高空大氣湍流產生的次聲波能折斷萬噸巨輪上的桅桿,能將飛機撕得四分五裂;地震或核爆炸所激發的次聲波能將高大的建築物摧毀;海嘯帶來的次聲波可將岸上的房屋毀壞。
次聲的頻率與人體器官的固有頻率相近(人體各器官的固有頻率為3~17Hz,頭部的固有頻率為8~12Hz,腹部內臟的固有頻率為4~6Hz),當次聲波作用於人體時,人體器官容易發生共振,引起人體功能失調或損壞,血壓升高,全身不適;頭腦的平衡功能亦會遭到破壞,人因此會產生旋轉感、惡心難受。許多住在高層建築上的人在有暴風時會感到頭暈惡心,這就是次聲波作怪的緣故。如果次聲波的功率很強,人體受其影響後,便會嘔吐不止、呼吸困難、肌肉痙攣、神經錯亂、失去知覺,甚至內臟血管破裂而喪命。所謂次聲波武器就是利用這一原理來對人體產生影響和殺傷作用的一類新概念武器。由於人聽不到、看不見、摸不著次聲波,所以又有人把次聲波武器稱之為"無聲殺手"、"啞巴武器"等。
次聲波對人類而言可以說是一個雙刃劍。一方面,人們通過研究自然現象產生的次聲波的特性和產生機制,可以更深入地認識這些現象的特性和規律,例如人們利用測定極光產生次聲波的特性來研究極光活動的規律等。利用接收到的被測聲源所輻射出的次聲波,探測它的位置、大小和其他特性,例如通過接收核爆炸、火箭發射火炮或台風所產生的次聲波去探測這些次聲源的有關參量。許多災害性現象如火山噴發、龍卷風和雷暴等在發生前可能會輻射出次聲波,因此有可能利用這些前兆現象預測災害事件等等。
另一方面,次聲波對人體是有害的,人類必須防止次聲波的污染。讓人頭痛的是,由於次聲波的穿透力極強,幾乎沒有什麼辦法能夠消除它對人體的危害。人們惟一能做的就是在各種次聲波污染物上(交通工具、打樁機等)安上減振器,把它對人體的危害減小到最低程度。