⑴ 声测管主要检测什么
桩基声测管检测原理及方法
检测原理:
桩基声测管的检测原理很类似与做B超,下入探头用回声原理进行检测方法简单适用。桩基声测管检测桩基质量主要是采用声波透射法,它将超声发射探头和接收探头分别下进预先埋入桩身且充满水的不同钢管中,发射探头产生的超声波经过水耦合穿透桩身混凝土到达另一个钢管中的接收探头,接收探头将接收到的信息传入仪器,通过综合分析接收到的超声波在混凝土中的信:如声速、声幅、频率和波形诸参量的特征,而对桩身混凝土质量做出评价。声波透射法的原理是通过超声波发射装置发出超声波,根据接收器接到超声波时的时间差就可以知道距离了。这与雷达测距原理相似。 超声波发射器向某一方向发射超声波,在发射时刻的同时开始计时,超声波在空气中传播,途中碰到障碍物就立即返回来,超声波接收器收到反射波就立即停止计时。(超声波在空气中的传播速度为340m/s,根据计时器记录的时间t,就可以计算出发射点距障碍物的距离(s),即:s=340t/2)。
检测前的准备工作
1、收集工程桩基地质勘察资料、基桩设计和施工资料:主要了解桩基的编号、设计强度、桩长、灌注日期、桩成孔类型、地层情况等。
现场规范实测时,往往存在堵管或管深不一致的问题,了解桩基长是很有必要的,而了解强度及灌注日期,对波速的情况有一个大概的了解。了解桩基成孔类型和地层,知道可能存在的缺陷。
2、将各桩基声测管内注满清水,检查管体是否畅通;换能器应能在桩基声测管内正常规范升降。
检测步骤:
1、确定管的编号并正确的与仪器相应通道接口连接。
2、确定了管的编号后,将探头放入相应的管中并接好探头。
3、当传感器已到达管口或选择采集完成后,如发现该数据中存在信号大面积异常,可将探头重新放回管内,再重新提升测试一遍。
4、在桩身质量可疑的测点周围,可采用加密测点,或采用斜测、扇形扫测进行复测。
注意事项:
(1)管内一定要注清水,水是超声波良好的耦合剂,但如如果有杂质,对规范检测结果是有很大影响的。
(2)对于灌满清水很长时间没做检测的,需要先对桩基声测管内部进行清洗,常用钢筋绑清洁球来完成。
(3)对于孔口没做好保护,流入污水或污泥的,需要清洗桩基声测管。
常见问题:
当混凝土内部存在缺陷时,在超声波发一收通路上形成了不连续介质,低频超声波将绕过缺陷向前传播,在探测距离内,其绕射到达所需的“声时"比超声波在无缺陷的混凝土中直接传播时所需的“声时"长,反映出超声波的声速减小。其次是由于存在缺在缺陷时,超声波在混凝土中传播时声能衰减加大,接收信号的首波幅度下降。第三是由于混凝土存在缺陷时,高频成分比低频成分消失快,接收信号的频率总是比通过相同测距的无缺陷混凝土接收到的频率低。最后,由于超声波在缺陷界面上的复杂反射、折射,使声波传播的相位发生差异,叠加的结果导致接收信号的波形发生畸变。据此即可对混凝土内部的质量情况作出判断。
⑵ 低应变检测与高应应变检测有何区别
低应变是检测装身完整性的,高应变既可以检测完整性,又可以检测桩的承载力。
根据作用在桩顶上动荷载能量是否使桩土之间发生一定塑性位移或弹性位移,而把动力测桩分为高、低应变两种方法。动力检测法又有高应变与低应变之分。对桩顶施加锤击,使桩身不沉应变达到1.5~2.5mm以上的称为高应变动测法,否则称为低应变动测法。前者对了解桩的承载力效果较好,后者对检验桩身混凝土匀质性效果较优;前者检测设备较笨重,价格贵,且因要求锤与桩的重量比须大于0.08~0.2,因此检测大直径、深长的灌注桩,锤的质量要求大于10吨以上,相应的吊张、搬运设备都显得笨重;后者设备较轻便,价格低些。
高应变法,作用在桩上能量大,应力和应变水平接近或达到工程桩的应力、应变水平,动荷载使桩克服土阻力产生贯入度,从而使桩、土之间产生塑性位移。桩对外的抗力主要通过位移产生,有了位移,桩侧和桩尖土阻力得到一定程度的产挥。在桩顶量测到的桩,土响应信号包括承载力因素,所以高应变试桩可以对单桩承载力进行判定,也可以评价桩身结构完整性。
低应变法,作用在桩顶上的动荷载小于使用荷载,其能量小,只能使桩产生弹性变形,一般情况下只产生10-5动应变。它是通过应力波在桩身中传播和反射原理,对桩身结构完整性进行评价;根据振动理论对承载力进行推算。低应变法从原理上不能直接得到承载力的推断,而是由实测动刚度和静动对比的修正进行推算,因此带有很大的地区经验和人为因素。
⑶ 超声波与次声波的作用与危害
超声波
超声波一般由具有磁致伸缩或压电效应的晶体的振动产生。它的显著特点是频率高,波长短,衍射不严重,因而具有良好的定向传播特性,而且易于聚焦。也由于其频率高,故而超声波的声强通常比一般声波大得多。用聚焦的方法,可以获得声强高达109W/m2的超声波。超声波在液体、固体中传播时,衰减很小。在不透明的固体中,能穿透几十米的厚度。超声波的这些特性,在技术上得到广泛的应用。
作用
利用超声波的定向发射性质,可以探测水中物体,如探测鱼群、潜艇等,也可用来测量海深。由于海水的导电性良好,电磁波在海水中传播时,吸收非常严重,因而电磁雷达无法使用。利用声波雷达——声纳,可以探测出潜艇的方位和距离,因为超声波碰到杂质或介质分界面时有显著的反射,所以可以用来探测工件内部的缺陷。超声探伤的优点是不伤损工件,可以探测大型工件,如用于探测万吨水压机的主轴和横梁等。此外,在医学上可用探测人体内部的病变,如“B超”仪就是利用超声波来显示人体内部结构的图像。
目前超声探伤正向着显像方向发展,如用声电管把声信号变换成电信号,再用显像管显示出目的物的像来。随着激光全息技术的发展,声全息也日益发展起来。把声全息记录的信息再用光显示出来,可直接看到被测物体的图像。声全息在地质,医学等领域有着重要的意义。
由于超声波能量大而且集中,所以也可以用来切削、焊接、钻孔、清洗机件,还可以用来处理种子和促进化学反应等。
超声波在介质中的传播特性,如波速,衰减,吸收等与介质的某些特性(如弹性模量、浓度、密度、化学成份、黏度等)或状态参量(如温度、压力、流速等)密切有关,利用这些特性可以间接测量其他有关物理量。这种非声量的声测法具有测量精度高,连度快等优点。
由于超声波的频率与一般无线电波的频率相近,因此利用超声元件代替某些电子元件,可以实现电子元件难于起到的作用。超声延迟线就是其中一例。因为超声波在介质中的传播速度比起电磁波小得多,用超声波延迟时间就方便得多。
次声波
次声是频率低于可听声频率范围的声,它的频率范围大致为10-4~20Hz。
作用
由于次声的频率很低,所以大气对次声波的吸收系数很小,因而其穿透力极强,可传播至极远处而能量衰减很小。10Hz以下的次声波可以传播至数千千米的距离。1983年夏,位于印度尼西亚苏门答腊岛和爪哇岛之间的喀拉喀托火山爆发,火山爆发时产生的强次声波绕地球转了3圈,历时108小时后才慢慢消逝。全世界的微气压计都记录到了它的振动余波。1986年1月29日,美国航天飞机"挑战者"号升空爆炸,爆炸产生的次声波历时12小时53分钟,其爆炸威力之强,连远在1万多千米处的我国北京香山中科院声学研究所监测站的监测仪都"听"到了。通常的隔音吸音方法对次声波的特强穿透力作用极微,7000 Hz的声波用一张纸即可隔挡,而7Hz的次声波用一堵厚墙也挡不住,次声波可以穿透十几米厚的钢筋混凝土。
危害
次声波具有较大的破坏性。强烈的次声波通过固体媒质的传播,会直接破坏建筑物,使其损坏或坍塌。1980年,我国南京某广场的一座大楼施工时,打桩机产生的强烈振动波,把工地附近一家电影院的墙壁震裂,致使这家电影院不得不被拆掉重建。高空大气湍流产生的次声波能折断万吨巨轮上的桅杆,能将飞机撕得四分五裂;地震或核爆炸所激发的次声波能将高大的建筑物摧毁;海啸带来的次声波可将岸上的房屋毁坏。
次声的频率与人体器官的固有频率相近(人体各器官的固有频率为3~17Hz,头部的固有频率为8~12Hz,腹部内脏的固有频率为4~6Hz),当次声波作用于人体时,人体器官容易发生共振,引起人体功能失调或损坏,血压升高,全身不适;头脑的平衡功能亦会遭到破坏,人因此会产生旋转感、恶心难受。许多住在高层建筑上的人在有暴风时会感到头晕恶心,这就是次声波作怪的缘故。如果次声波的功率很强,人体受其影响后,便会呕吐不止、呼吸困难、肌肉痉挛、神经错乱、失去知觉,甚至内脏血管破裂而丧命。所谓次声波武器就是利用这一原理来对人体产生影响和杀伤作用的一类新概念武器。由于人听不到、看不见、摸不着次声波,所以又有人把次声波武器称之为"无声杀手"、"哑巴武器"等。
次声波对人类而言可以说是一个双刃剑。一方面,人们通过研究自然现象产生的次声波的特性和产生机制,可以更深入地认识这些现象的特性和规律,例如人们利用测定极光产生次声波的特性来研究极光活动的规律等。利用接收到的被测声源所辐射出的次声波,探测它的位置、大小和其他特性,例如通过接收核爆炸、火箭发射火炮或台风所产生的次声波去探测这些次声源的有关参量。许多灾害性现象如火山喷发、龙卷风和雷暴等在发生前可能会辐射出次声波,因此有可能利用这些前兆现象预测灾害事件等等。
另一方面,次声波对人体是有害的,人类必须防止次声波的污染。让人头痛的是,由于次声波的穿透力极强,几乎没有什么办法能够消除它对人体的危害。人们惟一能做的就是在各种次声波污染物上(交通工具、打桩机等)安上减振器,把它对人体的危害减小到最低程度。