要写好一篇逻辑清晰的论文,离不开文献资料的查阅，小编为大家找来了《冲击回波质量检测论文(精选3篇)》，供大家参考借鉴，希望可以帮助到有需要的朋友。摘要：在预应力混凝土梁的制作中，混凝土结构的安全性和可靠性取决于孔道压浆的质量，本文列举了五种常用的检测方法：钻芯取样、超声波、探地雷达、X光和弹性波冲击回波法。论述弹性波冲击回波法的定性检测和定位测试，并给出注浆密实性的评价标准，据此认为基于冲击弹性波的一系列技术是可行和有发展前途的方法。
冲击回波质量检测论文 篇1：
建筑工程施工质量检测工作中若干问题探讨
摘要：工程质量检测结果决定着验收合格率，故而管理者需充分做好质检工作，确保建筑工程建设质量符合业主要求。在此基础上，本文简要分析了工程质量的总体标准，并重点论述了工程质量检测在建筑工程中的作用，围绕现下工作问题，从工程质量综合检测、建筑材料品质鉴定、高端技术监管团队、高精准度检测设备等方面，巩固工程质量检测在建筑工程中的地位，便于促进建筑业的长远发展。
关键词：工程质量检测 ;建筑工程 ;质量管理
引言
在建筑工程质量检测工作中，除了包含施工质量外，还涉及验收合格率、设计合理性等内容。为了进一步提升工程质量，还需要积极采用高新检测技术，联合现场管理者，对建筑工程进行全过程的检测，由此降低后续返工率，从某种程度上提高建筑工程的效益水平，为我国建筑领域实现高质量建设目标奠定基础。
1.工程质量检测在建筑工程中的作用
1.1保障建筑质量
工程质量检测在建筑工程中具备突出作用，其中最为明显的是能够有效保障建筑质量。一般而言，建筑质量常影响施工方的信誉度，而且对于建筑物安全性也会产生深远影响。若在质量检测工作中能够指导施工人员，充分参照工程建设规范完成施工任务，可避免出现质量问题。同时，也能针对建筑领域的发展产生促进作用。虽然施工人员、设计人员、检测人员都清楚岗位职责，但因建筑工程涉及内容较为繁杂，除了开挖钻孔、打桩浇筑外，还涵盖喷坡支护等多个施工内容，仅在施工环节，与建筑質量相关的因素就较为复杂，更何况还有施工设计、竣工验收等多个部分。据此，若能从工程质量检测上对建筑工程质量进行综合分析，可适当改善施工质量，督促各参与者严格按照相关标准予以施工，最终能为高品质建筑物的建设奠定基础。所以，在建筑工程中需重视工程质量检测工作。
1.2规避施工风险
工程质量检测工作中，还可为施工单位提供可靠的参考数据，使其根据质检报告，提前知晓当前工程项目存在的施工风险，继而给出有效的防控措施，避免后续返工，造成施工企业承受更大的经济损失。通常在工程质量检测环节，需要核对设计文件交底情况、变更文件是否合乎要求、施工图是否按照审查机构及时进行更改等，这些检测内容的落实，能够帮助施工单位全面了解工况，甚至可提出应急预案，用于处理突发事故。所以，工程质量检测在建筑工程中的重要作用，还可体现在风险规避上，便于为施工单位切实处理施工问题。例如在某质量监督站负责人针对某项目的施工质量进行检测时，发现该项目属于七层以上高层住宅，但却未在施工中建设电梯，而且在转换梁处设计的配筋率也不符合相关规范，甚至设计的通道未能按照安全通道净高进行施工。经由检测后要求对此项目进行整改，以此帮助业主维权，降低后期纠纷率。
1.3维护工程效益
施工单位在施工阶段，还需要针对入场材料与设备进行质检，此时若积极开展工程质量检测工作，可准确判断机械设备、建筑材料的质量是否达标，防止在后期施工过程中，因质量不过关而出现坍塌、倾斜等问题，此时将对施工企业造成较大的经济损失。然而，若能随时根据工程质量检测数据调整施工管理方向，可进一步减小突发事件的发生率，帮助施工企业维护自身效益。施工企业承包项目原本是为了从中获利，此时依靠工程质量检测，可以让施工企业保持良好的利润水平，确保施工企业有资本承包下一项工程项目。
1.4加强施工安全
施工安全一直都是工程建设中的重要基础。而工程质量检测的应用，可加强施工安全，并且可保证工程项目建设成果符合质量要求。尤其是相关人员专门针对主体结构的混凝土强度、配筋率、楼板厚度、预制件位置实施检测，可从根本上增加建筑物安全性，防止建成后投入市场，引发结构不稳等重大后果。此外，工程质量检测还可以作为监督抽查的一项重要手段帮助监督机构更好地了解辖区内工程质量情况，对建筑工程项目开展建筑原材料检测和工程实体检测，可提升建筑领域建筑物安全性，从而提高整个建筑工程的建设水平，促进建筑工程的安全施工。所以，工程质量检测是以全覆盖原则，对建筑工程质量实施有效质量的重要工作，值得在建筑行业中推广。
2.工程质量检测工作的问题
在工程质量检测过程中，综合检测人员的实践成果，可将目前工程质量检测工作中存在的问题归纳为以下四点：
检测内容不全，在建筑工程质量检测工作中，管理者需对检测行为进行统筹监督，其中需严格审查检测工作中是否实现了全面检测。然而，就目前实际情况分析，部分负责工程质量检测工作的人员仅对建筑材料、建筑设备、建筑外观以及表层可见结构进行核对。而对于标高、地基深度、倾斜度等隐藏内容尚未给出可靠的检测报告。对此，质量管理者需以全方位监督方式督促检测人员全面参与质量检测活动 。
材料鉴定不严，在材料入场前，需对进场建材的质量加强检测。然而在对其品质进行鉴定时，常忽略合格证书以及其他文本资料的审查，而且对于材料质量检测流程的监督也表现出不严格状态 。
（3）质量监管不到位，为了进一步保障整个地区建筑工程的建设质量，常通过质量监督机构、检测行业协会等组织机构，对工程质量检测行为进行干预。但质量监督机构由于工作监管重心主要在建设、设计、施工、监理等现场质量责任单位上，检测行业协会由于并非专业执法部门，监管体系并不完备，所以当前部分地区检测工作质量显然存在监管不到位问题，导致部分质检人员由于缺乏有效监管处于失控状态。据此，应进一步完善质量检测监管体系。 （4）检测设备不先进，无论是对建筑结构进行有损检测还是无损检测，都需要选用高精准度检测设备。然而目前局部地区应用的检测设备未能跟上时代潮流 。同时，对于设备维修保养事项的关注度未达到管理要求，促使检测设备提供的检测数据失真。
3.工程质量检测在建筑工程中作用展现路径
3.1工程质量综合检测
3.1.1地基检测
从事工程质量检测工作的人员，还需在日常工作中采用综合检测技术展现具体作用。其中关于检测范围，可通过对建筑工程地基的检测，判断工程质量是否达标。本文以某工程项目为例，质量监督站质检人员专门结合工况对其地基稳定性实施有效检测。在该工程中，共计23层，且总建筑面积为10.1054万㎡，预计竣工时间为2019年年底。具体以抽检形式对十层之上建筑结构，参照施工图纸予以检测，选用钻芯法对混凝土强度实施检测，而且还以同种手段进行桩基检测。在桩基检测環节，最为重要的目标是衡量桩基稳定性、建筑抗震性，待达标后方可正式验收。在本项目中应用的地基为混凝土管桩，因地基土层中多为风化泥岩，考虑到岩层结构不稳定，检测人员需对桩体承载力进行检测，要求至少为900kN，关于管桩径长则检测后发现其数值为1000mm，且整体长度为26m，其数量共计492根。经过检测人员的桩基检测，发现地基无论从承载强度还是桩体尺寸，都满足施工图纸上的具体要求，最终在检测人员检测后，将此工程质量检测结果判定为合格。
3.1.2倾斜度检测
建筑物倾斜度常破坏其稳定性，并且在建筑工程质量检测中，倾斜建筑属于重大事故，施工单位应进行破拆重建。在本项目中，检测人员针对建筑倾斜度进行检测时，采用经纬仪等装置对建筑角落进行定点测量，通过水平位移变化值推断出具体的移动规律，这样才能在检测后分析它的倾斜度是否合格。另外，还可选用外观检测法，布置适合的检测点，然后通过测距的调整辨明方向，之后可与施工图纸对照。若在工程建设中并无倾斜度的特殊设计要求，则要求建筑物整体结构以垂直向坐落于地面之上。本项目则以基础沉降差法计算出它有115mm 的沉降值，处于安全标准内，进而代表此项目倾斜度满足检测要求。在倾斜度检测中还可通过建筑高度（D）与倾斜量（H）的比值作为倾斜度计算方法，即，代入相关数值后可同本项目中的0.033% 进行比对，若比标准倾斜度小，则表示达标，否则需采取有效措施予以校正，避免随着使用年限的延长，其倾斜度越来越大。
3.1.3外观检测
工程质量检测中在针对某个项目的建设质量进行检测时，还需要按照外观基础检测，对其质量情况进行分析。由于部分质量缺陷可直观地在其外观表现上进行观察，故而检测人员也应注重外观检测。首先，工程质量检测人员需在收到委托后，亲到现场，观察已完工的混凝土结构，若表面存在麻面、蜂窝、浇筑不均匀等现象，有权要求施工方及时进行修补，以砂浆充填等方式修复缺陷，致使整个外观更加完整，也能就此规避质量不达标问题 ;其次，在修补后，质检人员需复测，直到外观无缺陷，才能将其认定为质量合格的建筑物 ;最后，需按照质检报告的整改建议进行改进。一般经过工程质量检测后，其建筑质量符合要求，还可为施工方信誉度的提升带来保障，从而在建筑领域站稳脚跟。
3.2建筑材料品质鉴定
在建筑工程中，项目资金一般有70% 左右用于采购建筑材料，为了进一步控制工程造价，保障建筑质量，还需从建筑材料的品质鉴定上巩固工程质量检测作用。事实上，建筑工程材料质量也与工程质量有着密切关联。从部分质量差的建筑物中可发现 ：其选用的建材品质往往也不高。据此，工程质量检测人员需结合每个建筑工程的材料类别对其进行检测，待材料质量符合要求后，方可正式用于建筑施工环节，否则需退回厂商，重新采购新建材。在材料品质鉴定中，涉及的鉴定内容较为复杂，除了基础的钢筋、混凝土原料外，还包括预制件、机电材料等。尤其在装配式建筑工程中，更需要对半成品的质量实施综合检测，以免因材料质量不佳，导致工期延误。工程质量检测人员可采用抽检等方式，在施工现场建立实验室，用于抽取样品，对其品质进行深度分析。
3.3高端技术监管团队
各地区建筑工程项目规模庞大，这就要求质量监督站需要聘用高端人才，对整个工程质量检测工作进行统筹管理，以便在人才指导下，顺利完成质检任务。相关单位需对此类人才进行重点培训，并且还可通过提高招聘门槛的方式，吸引优质人才，防止业余人员混入质检团队中，影响工程成效。以某组织设计的培训方案为例，在对现有人才进行培训时，主要从误差分析方式、工程结构动力检测步骤、冲击回波检测法技巧、雷达检测技术要点等方面对其进行培训，促使参训人员经过培训后，其职业技能有稳步提升。同时，还积攒了丰富的工程质量检测知识。
3.4高精准度检测设备
建筑工程中检测工程质量的设备类型繁多，相关人员需优选设备，注重设备精准度，加强设备保养调试。另外，还可联合传感器技术、远程监控技术等先进技术，对设备进行联合使用，由此改善设备运行质量。如在建筑工程中多采用钢筋锈蚀仪、回弹仪、强度检测仪、测厚仪等设备，直观地对建筑工程中的某项指标（强度、锈蚀度、厚度）进行测量。此时，相关人员需对检测设备定期进行维修检查，以免影响具体用途，增加检测结果可靠性。
结语
综上所述，建筑工程质量检测技术在建筑行业中占据着重要地位，且发挥着保障建筑质量、规避施工风险、维护工程效益、加强施工安全的作用，若能切实开展质检工作，可有效改善建筑工程建设现状。对此，应从综合检测、材料品质鉴定、监管团队、检测设备等渠道巩固质检作用，以供管理者能找到明确的监督方向，科学预防建筑质量问题，满足新时代建筑工程建设标准。
参考文献
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[2] 赵小强，邹大圣，陈登科，等 . 浅析工程质量检测在建筑工程中的作用 [J]. 中外企业家，2019（32）：90.
作者：张国光 张吉勇
冲击回波质量检测论文 篇2：
冲击回波法在预应力管道压浆质量无损检测中的运用
摘 要：在预应力混凝土梁的制作中，混凝土结构的安全性和可靠性取决于孔道压浆的质量，本文列举了五种常用的检测方法：钻芯取样、超声波、探地雷达、X光和弹性波冲击回波法。论述弹性波冲击回波法的定性检测和定位测试，并给出注浆密实性的评价标准，据此认为基于冲击弹性波的一系列技术是可行和有发展前途的方法。
关键词：预应力管道;检测方法;注浆饱满度;全长哀减法;全长波速法;传递函数法;定位测试
0 引言
后张法预应力混凝土结构跨越能力大、极限承载能力高，广泛应用于桥梁建设。但是如果压浆方法不当、管道堵塞、水泥浆质量不佳等，会导致管道压浆不密实、管道内钢绞线锈蚀，威胁结构的安全性和耐久性。因此在土木工程领域中预应力管道压浆质量检测是一个极其重要的研究课题。
国内外工程中频频出现的由于压浆不密实的情况而致使的悲剧让我们深刻认识到孔道压浆密实的重要性。就像英国Ynys GWA大桥和美国康涅狄格州的 Bissell大桥：前者修建于一九五三年，在一九八五年十二月突然坍塌，这座桥梁仅仅使用了三十二年，后来据运输与道路研究实验室（TRRL）的调查发现预应力波纹管内的灌浆明显不密实，从而导致预应力钢筋被氯化物和水和氧气等腐蚀，钢筋束面积减小到不能承受外荷载使得桥梁就发生倒塌;后者建于一九五七年，在一九九二年的常规质量检查中发现部分预应力钢绞线已经发生严重锈蚀，孔道灌浆不密实所引起的桥梁的安全程度下降。
预应力管道灌浆是桥梁施工过程中的“生命线”工序。虽然预应力管道灌浆的施工规则控制着管道灌浆质量，但是实际操作过程中发现严格按照施工规则也并不能保证管道能被水泥浆完全灌充密实。因此需要采用先进的检测技术对预应力结构的管道整体灌浆质量进行检测，据此客观评价结构的质量。
1 弹性波以外的检测方法
对预应力管道内压浆的质量进行检测评估是很困难的，预应力系统设计上没有设置检查孔，预应力管道压浆成了一项隐蔽工程。国内外所采用的检测方法主要是冲击回波、钻芯取样、超声波、x光Γ射线、探地雷达这些方法。详情如下。
1.1 钻芯检测法
钻芯检测是通过空心薄壁钻头机械抽检从混凝土结构中钻取芯样，以一定比例检测混凝土内部缺陷的方法。这种方法会造成一定的结构损伤，工作量大的同时效率低，费用还较高。所以，钻芯检测法一般只在用后面几种无损检测法发现异常后，做进一步的判断使用。
1.2 超声波法
超声波检测法是常用的无损检测法，发射器连续发射超声波脉冲在混凝土中传播，换能器接收信号，超声波信号转化为电信号，经超声仪将电信号放大显示在示波屏上的方法。超声波检测预应力混凝土管道壓浆质量的基本原理和检测混凝土内部普通缺陷的基本原理是一样的，但是导致超声波法在预应力管道压浆质量检测领域的发展受到限制是因为超声波法容易受到钢筋、波纹管以及测试面等方面影响。
1.3 x光、Γ射线法
Γ射线、x光都具有较强的穿透性和直线性。当x光或Γ射线照射密度越高物体时，射线的强度越弱。分别通过发送和接收梁端和板端的信号拍片来测试灌浆密度，照片的光照水平可以测试出孔道的灌浆密度。这两种方法的检测设备比较大，检测成本高，存在一定的风险（放射性）。一般采用x射线法作为验证方法，根据预应力管道各部位灌浆的实际情况，对灌浆进行验证和判断。构件厚度要求不大于80 cm，并有两个相对的检测面。
1.4 探地雷达法
探地雷达法的工作原理是利用发射器向混凝土定向发射1 GHz 以上的高频脉冲电磁波，电磁波经存在相对介电常数差异的目标体或界面反射后返回后由天线接收。分析返回波信号判断目标的形态和结构。
2 基于弹性波的方法
2.1 冲击弹性波定性检测法
2.1.1 工作原理
通过不同尺寸的振动锤激发，产生冲击弹性波，作为一种应力波，能量大而集中，可以穿透10 m左右的混凝土。利用外露的预应力钢束两端分别进行激振和接收信号，通过分析信号传播过程中能量、波速和频率等参数的变化，定性判定预应力孔道整体注浆饱满度的方法，检测前需先测定梁体混凝土的波速等特征。冲击弹性波的定性检测方法有全长衰减法、全长波速法和传递函数法。
（1）全长衰减法。全长衰减法（FLEA）是利用能量传播过程中的衰减特性来评判预应力孔道灌浆、锚杆灌浆、锚索灌浆质量的方法。灌浆越密实能量衰减就越大，同时振幅比就越小。灌浆密度越低能量衰减就越小，同时振幅比就越大。因此，通过精密地测试能量的衰减判断出灌浆质量。
（2）全长波速法。全长波速法（FLPV）是利用波的传播特性，计算冲击弹性波波动信号穿过整个预应力灌浆孔道的平均波速值，判断出灌浆饱满度的一种方法。整体孔道灌浆密度越高，波速传播的平均波速值就接近混凝土波速;孔道整体灌浆密度越低，传播过程中的波速值就接近股线波速，检测结果用全长波速法的局部灌浆指数IPV定量表示。
（3）传递函数法。冲击弹性波在传播过程中的频率变化判断出预应力孔道端部注浆密度。采用传递函数法和分项灌浆指数ITF对试验结果进行了定量表达。
（4）冲击弹性波。定性检测结果以综合注浆指数If来量化表达：
If ：综合注浆的数值;
IEA：全长衰减法分项注浆的数值;
IPV：全长波速法分项注浆的数值;
ITF：传递函数法分项注浆的数值。
2.2 冲击回波定位检测法
2.2.1 工作原理
对于预应力管道内部压浆质量的检测，冲击回波定位检测法既原理简单，又检测方便。自上世纪八十年代提出冲击回波定位检测技术以来，已经经历了二十多年的研究和实践，验证出冲击回波技术是一种全方位的检测技术。
冲击回波定位检测法是利用小钢球或者小锤轻敲混凝土表面产生的低频应力波在导入到混凝土结构内部之后，低频应力波就会被缺陷或构件的界面反射回来。 应力波就会在由构件和内部缺陷所构成的多重界面之间来回反射，引起结构的瞬态共振状态，这个共振频率能在频谱图中被明显辨别出来，可以很明确的确定混凝土内部缺陷的深度和混凝土构件的厚度，判断出内部压浆的质量。
在一九八四年的国际现场混凝土无损检测会议中，加拿大学者马尔霍查把冲击回波定位检测发法列为“最有发展前途的现场检测方法之一”，那是因为冲击回波定位检测法只需单面检测，测试过程非常简单快捷，又克服了超声波法两面布设传感器的弱点，同时冲击回波法的检测结果又能准确反映出测点处混凝土内部的质量情况。
如图所示，冲击回波检测法预应力预留孔压浆质量的一般原理。
在无预应力管混凝土板和灌浆混凝土板以及未灌满浆混凝土板的三种状态下冲击回波信号所表现出不同的特征。
（1）无预应力管道部分。这与采用冲击回波法测试混凝土的板厚原理完全一样，如图1（a）所示。共振频率FT是一与混凝土应力波波速（Vp）和板厚T有关的量：FT=as·Vp/（2T）， as是截面形状系数。
（2）孔道灌浆完满、填充密实。如图1（b）所示，当孔道内灌浆密实的时候，一部分应力波通过管道到达底板后反射回来，应力波的传播路程是两倍板厚;另一部分应力波就在水泥浆/预应力筋界面被反射回测试面， 此时的应力波反射就需要按照混凝土/钢界面来考虑。板的厚度响应与无预应力管道的厚度响应相同，但由于后张预应力筋的存在，板的频率幅值较大，公式：F钢=as·Vp/（4d）。
（3）孔道灌浆填充不密实。如图1（c）所示，孔道内部分灌浆的时候，管道上部有空洞的存在，此时的冲击回波响应与未灌浆孔道的响应类似。管道反射频率和板厚频率的变化会随着管道内空洞位置的变化而变化。管道未灌浆情况下的板厚度频率部分灌浆情况下的板厚频率小。波纹管反射峰的频率约为波纹管的两倍：F钢移=as·Vp/（2d）。
3 结束语
（1）在各种预应力管道灌浆质量检测方法中，都有各自的优势与劣势，需要结合实际情况综合考虑。而基于冲击弹性波的方法检测预应力管道灌浆质量具有广阔的应用前景。
（2）在非均勻的混凝土介质中，冲击回波检测法与传统的超声波检测法相比的时候，最大的特点是冲击产生的应力波是低频波，有较长的波长可以保证穿透力强传播而不会发生较大散射。
参考文献：
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作者：钟杰 魏冠华
冲击回波质量检测论文 篇3：
利用冲击回波法检测混凝土结构缺陷的试验研究
摘要：通过采用冲击回波法对设置有不同内部缺陷的混凝土试件进行试验研究，获得该方法检测混凝土内部缺陷的识别方法和缺陷范围测定方法。研究结果表明：采用冲击回波法测试混凝土内部缺陷时，横向尺寸与缺陷深度比值小于1 ∶ 4的缺陷及缺陷横向尺寸小于50 mm，且与埋深比值大于1 ∶ 1时，缺陷不易被识别。探头移动过程中观察主频峰值的变化可以有效测定缺陷范围，但是缺陷深度的确定与实际试验条件有较大关系。
关键词：冲击回波法；低频应力波；混凝土内部缺陷；缺陷识别
1 冲击回波法基本原理
冲击回波法（Impact-Echo method，简称IE法）是20世纪80年代中期发展兴起的一种混凝土无损检测技术。弹性波和物体内部结构相互作用产生共振，因此可根据共振频率来计算混凝土结构厚度、缺陷位置和表面开口裂纹深度。冲击回波法可单面测试，精度高，同时由于使用低频纵波，测深大，受结构混凝土材料组分与结构状况差异的影响小[1]。目前，国内外关于冲击回波法检测混凝土结构厚度、缺陷方面的研究已有很多[2-13]，但缺陷范围的界定方法、该方法的测试能力及其局限性却很少涉及，为此，本研究在采用冲击回波法测试带有典型内部缺陷模型试件的基础上，通过设置不同的缺陷横向尺寸与深度比值及缺陷位置，进一步探讨冲击回波法测试混凝土结构能力极其测试局限性问题。
冲击回波法的原理是由弹性冲击产生的瞬时应力波理论。冲击锤敲击混凝土表面产生的应力波有三种形式（见图1）：P波（纵波）、S波（横波）、R波（表面波），其中R波从扰动处沿表面传播，P波和S波是以球面波的形式传播，但P波与法向应力传播有关，S波与剪切应力传播有关。
冲击锤敲击混凝土表面产生的低频（≤70 kHz）应力波传播到结 构中，在缺陷或外部界面发生反射；反射波到达敲击表面产生一个典型的振动位移，被传感器记录，形成电压-时间信号波[14]；再通过快速傅立叶变换（FFT）转换为振幅-频率曲线（频域图），则混凝土的厚度或缺陷深度为
式中：Cp为P波传播的速度；fT为频域图中最大波峰对应的厚度频率；b为几何结构形状系数，对于板状结构物，b取值为0.96[15]。
应力波波速的测定采用间接确定法。在已知厚度为T的实心板上做冲击回波测试，取得厚度频率fT，利用公式（1）可间接获得P波波速。
在冲击回波测试中，产生的应力波与三个重要参数有关：冲击持续时间、冲击锤直径和冲击锤冲击动能。
在冲击过程中，冲击锤的一部分动能转化为在混凝土内部传播的弹性波能，产生应力波的质点位移与冲击力成正比。冲击持续时间tc是冲击锤直径的线性函数，同动能关系不大。设冲击锤从高度为h处自由下落到平直的混凝土板上，则冲击持续时间tc近似为
通常h为0.2～4 m，则h0.1为0.85～1.15。因此下落高度h对冲击持续时间tc的影响不大，可以忽略。因此冲击持续时间tc与冲击锤直径之间存在简单的线性关系[16]，具体如下：
由冲击产生的应力波含有丰富的频率成分，而这些频率成分取决于冲击力-时间函数。经验表明，对于冲击回波测试，频率在1.25/tc以内，应力波的振幅即可满足要求。
定义最大有效频率fmax=1.25/tc，将公式（3）代入，得到fmax与冲击锤直径之间的关系如下：
式中：fmax的单位是Hz；D的单位是m。
由式（4）可知，冲击锤直径越小，最大有效频率越高。但是此时测深也越小，且混凝土内部不均匀引起的高频应力波散射也会越严重，影响测试效果。因此，在实际测试中应根据被测结构物的情况合理选择冲击锤直径。
2 试验设备与试件
试验设备采用丹麦Docter冲击回波测试仪，由冲击锤、接收传感器、信号采集系统及分析软件构成。配备直径不同的3种冲击锤，分别为5 mm、8 mm和12.5 mm。
试验模型试件长3.0 m，高1.0 m，板厚0.3 m，内部缺陷设置情况见图2，各缺陷外形尺寸见表1。
3 试验方案与试验结果
在模型试件的侧面，沿缺陷部位自上而下均匀底布置5～6条测线，每条测线上再均匀地布置一系列测点。若测点处光滑，清除表面灰尘即可；若测点处凹凸不平或存在蜂窝和麻面，用砂轮打磨平整，清除表面浮浆并涂抹耦合剂（如橡皮泥等）。冲击点和接收器布置在测试点上或近处。为了采集较多的数据归纳出严谨可靠的结论，在模型试件的两个对称面上对称地布置测线测点进行检测。
（1）应力波波速测试。
在模型试件的完好部位均匀布置20个测点进行应力波波速测试，测点布置见图3，各测点频率值及应力波波速计算结果见表2。
（2）缺陷1试验结果。
沿缺陷1自上而下布置5条测线，测点从边界开始计数。
空洞缺陷范围内布置3条（测点19个），不密实区范围内布置2条（测点13个）。缺陷1的典型测点频域峰值结果见表3，缺陷直径与缺陷深度之比1∶1时，只有测点2检测出有主频偏移现象，多数测点未发现异常，缺陷直径与缺陷深度之比1∶4时，检测不出异常点。 （3）缺陷2试验结果。
沿缺陷2自上而下布置5条测线，测点从完好部位-缺陷部位-完好部位的顺序计数。空洞缺陷范围内布置3条（测点40个），不密实区范围内布置2条（测点25个）。缺陷2的典型测点频域峰值结果见表4，从表4可以看出，当缺陷横向尺寸与深度比值为1 1.25和1 0.75时，不管是从小缺陷侧还是从大缺陷侧敲击，均能很好的发现异常测点及确定缺陷的范围。
（4）缺陷3试验结果。
沿缺陷3自上而下布置5条测线，测点从完好部位-缺陷部位-完好部位的顺序计数。空洞缺陷范围内布置3条（测点29个），不密实区范围内布置2条（测点20个）。缺陷3的典型测点频域峰值结果见表5，从表5可以看出，当缺陷横向尺寸与深度比值为1∶1和1∶4时，未发现异常测点。
（5）缺陷4试验结果。
沿缺陷4自上而下布置6条测线，测点从完好部位-缺陷部位-完好部位的顺序计数。空洞缺陷范围内布置3条（测点38个），不密实区范围内布置3条（测点42个）。缺陷4的典型测点频域峰值结果见表6，从表6可以看出，当缺陷横向尺寸与深度比值为1 ∶ 1时，各测线均能很好的发现异常测点及确定缺陷的范围。
（6）缺陷5试验结果。
沿缺陷5自上而下布置5条测线，测点从完好部位-缺陷部位-完好部位的顺序计数。空洞缺陷范围内布置3条（测点35个），不密实区范围内布置2条（测点25个）。缺陷5的典型测点频域峰值结果见表7，从表7可以看出，当缺陷横向尺寸与深度比值为1 ∶ 2.5时，各测线均能很好的发现异常测点及确定缺陷的范围。
表6 缺陷4的典型测点频域峰值
（7）缺陷6试验结果。
沿缺陷6自上而下布置5条测线，测点从边界开始计数。空洞缺陷范围内布置2条（测点14个），不密实区范围内布置3条（测点21个）。缺陷6的典型测点频域峰值结果见表8，从表8可以看出，由于受被测试件边界的影响，多数测点未发现异常。
4 结果分析
（1） 缺陷识别方法。
冲击锤若测试部位内部没有缺陷，应力波会直接传播到对称面的边界，并被反射回来形成一个波峰（见图4）；若测试部位有内部缺陷，则一部分应力波因需要绕过缺陷而传播路径增大，相应的厚度频率降低，则在低频部位形成波峰（见图5）。所以结构厚度频率向低频区域“漂移”是判断缺陷的主要依据。若高频区域只有一个显著峰值，则说明有空洞缺陷；若有多个显著峰值，则说明存在不密实区。
（2） 缺陷范围的测定。
发现缺陷后，将探头从缺陷向两侧逐步移动，频域图呈现了单峰-双峰-单峰的变化过程（见图6）：第一个单峰是缺陷部位明显降低的频率（3.42 kHz），双峰是指包含缺陷部位及正常部位的频率（3.42 kHz和5.86 kHz），第二个单峰是正常部位的频率（5.86 kHz）。由此可确定缺陷边界在出现双峰的部位或出现第二个单峰的部位。根据该法绘制出缺陷5的边界见图7，基本可以满足工程要求。
（3） 缺陷深度的测定。
采用Docter 冲击回波测试仪所配置的3种冲击锤对缺陷部位进行测试，只有直径5 mm的冲击锤可得到缺陷深度的信息。但是混凝土材料不均匀性引起的高频应力波散射
使得缺陷深度的测定存在较大误差，甚至得不到缺陷深度的信息。如图8为缺陷5深度检测频域图，可见缺陷主频为15.61 kHz，模型试件波速为3810 m/s，对应的深度为122 mm，缺陷实际深度120 mm，误差为1.7%，满足工程精度要求。
（4） 检测“盲区”问题。
混凝土结构构件表面下深度小于100 mm的缺陷，称为浅表缺陷。敲击此处会激发弯曲振荡，结果信号包含大幅值低频率的分量。弯曲振荡类似于鼓的振动，因为表面置换位移远远大于主导的P波到达位移，跨过缺陷的多次P波反射的高频分量相对较弱，有时检测困难。这种无法检测到浅表缺陷的问题通常称为检测“盲区”问题。对于浅表缺陷的测试通常使用小直径敲击锤或对检测信号进行处理，如数字滤波等。
在本测试中缺陷1及缺陷3空洞直径与缺陷深度比值为1 ∶ 1，采用直径为5 mm冲击锤，最大有效频率为58.2 kHz，模型试件波速为3 810 m/s，小锤产生的波长为65.5 mm，基本接近缺陷深度50 mm，很难检测到缺陷。如果用直径更小的冲击锤进行测试，传感器却很难接收到相应的振动响应。因此，采用冲击回波法检测浅表处尺寸小于50 mm的缺陷不易被检测出来。
（5） 冲击回波法检测混凝土内部缺陷的局限性。
冲击回波法能检测出缺陷的前提是缺陷引起应力波的反射信号能被传感器接收到。当缺陷大小一定时，缺陷越深，反射信号越弱，传感器越不易接收。如缺陷1和缺陷6，空洞直径与缺陷深度比值为1 ∶ 4，基本得不到缺陷信息。因此，采用冲击回波法检测板内部缺陷时，横向尺寸与缺陷深度比值小于1 ∶ 4的缺陷不易被检测出来。当缺陷横向尺寸小于50 mm，且与埋深比值大于1 ∶ 1，存在测试“盲区”问题。
（6） 模型试件边界对测试的影响。
由于结构边界对应力波的反射与缺陷反射波会叠加，使得接收到的波形更难分析与判断。如缺陷1和缺陷6，缺陷1位于板近表面，测试时存在检测“盲区”问题，又有边界的影响，因此，检测不到缺陷的存在；缺陷6仅受到边界的影响，但部分测点的厚度主频存在明显偏低的现象。由此可以看出，采用冲击回波法测试板内部缺陷时，测点距构件边界应大于为50 mm。
5 结语
冲击回波法利用了低频应力波的特点，因此只通过单面测试即可检测混凝土结构物内部缺陷及厚度，且精度很高，是最新的混凝土无损检测技术之一，可广泛应用于路面、跑道、底板、隧洞、护坡等单面结构的质量检测工作。本文通过采用冲击回波法对设置有不同内部缺陷的混凝土试件进行试验研究，获得该方法检测混凝土内部缺陷的识别方法和缺陷范围测定方法。研究结果表明：采用冲击回波法测试混凝土内部缺陷时，横向尺寸与缺陷深度比值小于1∶4的缺陷及缺陷横向尺寸小于50 mm，且与埋深比值大于1∶1时，缺陷不易被识别。探头移动过程中观察主频峰值的变化可以有效测定缺陷范围，但是缺陷深度的确定与实际试验条件有较大关系。
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作者：乔瑞社 常芳芳 冯敬辉 高玉琴 校永志 余元宝