一、空洞檢測
(a)是當鋼管內核心混凝土與鋼管壁結合緊密,核心混凝土均勻密實。在混凝土介質中超聲波就沿直線從發射端傳播到接收端,用時最短,聲波能量衰減最小。
(b)表示當鋼管壁與其內核心混凝土發生脫空。超聲波首先沿鋼管壁傳播,在脫空邊緣發生繞射,再從繞射點沿直線傳播到接收端。
(c)是由于鋼管內核心混凝土不密實,造成了超聲波的散射,最短的傳播路徑變成了曲線。
(d)是當鋼管混凝土內存在空洞,且空洞正好位于超聲波從發射到接收的路徑上,超聲波會在空洞的邊緣發生繞射,使傳播聲時變長。


利用首波聲時的長短可判斷聲波的傳播路徑: 首波聲時長說明傳播路徑長,首波可能繞射缺陷或沿鋼管壁傳播; 首波聲時短說明傳播路徑短,首波可能透射混凝土沿直線傳播。
二、裂縫深度檢測
以超聲時距法為例:
使用具有顯示波形功能的超聲波檢測儀,測出并分析在混凝土內部傳播的超聲波信號的主頻率、波幅、傳播聲速和聲時等聲學參數,通過分析這些聲學參數的變化,計算出混凝土內部裂縫深度狀況。

通過對兩個不同檢測距離的測點進行裂縫檢測,讀取超聲波在裂縫試塊中傳播過程的時間,可以得到超聲波傳播過程中的傳播聲時、檢測距離和裂縫深度,且依據公式(1)所示關系,當S2=2S1時,即為BS-1881標準法,其計算方法如公式(2)所示:


三、混凝土結合面質量檢測

按布置好的測點, 分別測出每個點的聲時、波幅和主頻值。
將測位各測點的波幅、聲速和主頻值由大到小按順序排列,即X1≥X2≥······≥Xn≥Xn+1≥······,將排在后面明顯小的數據視為可疑,再將這些可疑數據中最大的一個(假設為Xn)連同其前面的數據算出聲學參數平均值mx、標準差sx。

按下式與表格計算異常情況的判斷值X0。


當Xn≤X0時,Xn及排列于其后的各數據均為異常值,去掉Xn,再用X1 - Xn-1進行計算和判別,直至判不出異常值為止;當Xn>X0時,應再將Xn+1放進去重新進行計算和判別。
當測位中判出異常測點時,可根據異常測點的分布情況,按下式進一步判別其相鄰測點是否異常

其中當測點布置為網格狀時取λ2 ,當單排布置測點時將λ1、λ2、λ3按表取值。
當通過結合面的某些測點的數據被判為異常,并查明無其他因素影響時,可判定混凝土結合面在該部位結合不良。
檢測混凝土表面損傷層厚度時,可選用頻率較低的厚度振動式換能器。
測試時激發換能器T應該耦合好,保持不動,將接收換能器R依次耦合在間距一定的各測點1、2、3 ······等位置上,讀取相應的聲時值t1、t2、t3 ······,并測量每次T、R換能器內邊緣之間的距離l1、l2、l3 ······

檢測損傷層厚度示意圖

l-t坐標圖
由圖可得到聲速改變所形成的轉折點,該點前、后分別表示損傷和未損傷混凝土的相關直線,求出回歸直線方程 :

最后可計算出損傷層厚度hf :