7.1.1　超声法检测

1.超声波检测混凝土缺陷的基本原理

采用超声脉冲波检测混凝土缺陷的基本依据是：利用超声波在技术条件相同（指混凝土原材料、配合比、龄期和测试距离一致）的混凝土中传播的时间（或速度）、接收波的振幅和频率等声学参数的变化，来判定混凝土的缺陷。因为超声脉冲波传播速度的快慢，与混凝土的密实程度有直接关系，对于技术条件相同的混凝土来说，声速高则混凝土密实，相反则混凝土不密实。当有空洞、裂缝等缺陷存在时，破坏了混凝土的整体性，由于空气的声阻抗率远小于混凝土的声阻抗率，超声波遇到蜂窝、空洞或裂缝等缺陷时，会在缺陷界面发生反射和散射，因此传播的路程会增大，测得的声时会延长，声速会降低。其次，在缺陷界面超声波的声能被衰减，其中频率较高的部分衰减更快，因此接收信号的波幅明显降低，频率明显减小或频率谱中高频成分明显减少。再次，经缺陷反射或绕过缺陷传播的超声波信号与直达波信号之间存在相位差，叠加后互相干扰，致使接收信号的波形发生畸变。根据上述原理，在实际测试中，可以利用混凝土声学参数测量值和相对变化综合分析，判别混凝土缺陷的位置和范围，或者估算缺陷的尺寸。

2.超声波检测混凝土缺陷的方法

超声脉冲波检测混凝土缺陷技术一般根据被测结构的形状、尺寸及所处环境，确定具体测试方法。常用的测试方法大致分为以下几种。

（1）平面测试（用厚度振动式换能器）。

对测法：一对发射（T）和接收（R）换能器，分别置于被测结构相互平行的两个表面，且两个换能器的轴线位于同一直线上。

斜测法：一对发射和接收换能器分别置于被测结构的两个表面，但两个换能器的轴线不在同一直线上；单面平测法：一对发射和接收换能器分别置于被测结构同一表面上进行测试。

（2）测试孔测试（采用径向振动式换能器）。

孔中对测：一对换能器分别置于两个对应测试孔中，位于同一高度进行测试；孔中斜测：一对换能器分别置于两个对应测试孔中，但不在同一高度进行而是在保持一定高程差的条件下进行测试。

孔中平测：一对换能器分别置于同一测试孔中，以一定的高程差同步移动进行测试。本节将简述混凝土浅裂缝、深裂缝、混凝土勻质性、不密实和空洞区域、两次绕灌混凝土结合面等缺陷的超声波检测方法。