&

混凝土裂縫成因極其檢測方法

更新時間：2021-04-10 17:51

閱讀量：

字號：

裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)中最常見的缺陷或損傷現(xiàn)象，大量的土木工程事故說明，混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫會嚴(yán)重影響工程牢固性、負(fù)載能力等，帶來嚴(yán)重的工程安全隱患，如果不能及時對混凝土裂縫進(jìn)行維修，必將發(fā)生安全隱患，因此，對混凝土裂縫的監(jiān)測，及時采取養(yǎng)護(hù)措施，是保障工程質(zhì)量安全的基礎(chǔ)之一。
1．混凝土裂縫的成因及影晌
    由于裂縫的成因、狀態(tài)、發(fā)展以及在結(jié)構(gòu)中的位置等的不同，對結(jié)構(gòu)的危害性也有很大的的區(qū)別。嚴(yán)嚴(yán)重的裂縫可能危害結(jié)構(gòu)的整體性和穩(wěn)定性，對結(jié)構(gòu)的安全運(yùn)行產(chǎn)生很大影響。另一方面，也有些裂縫，如表面溫度變化或干燥收縮引起的淺裂縫則無大的的影響。根據(jù)大量的觀測資料，在混凝土結(jié)構(gòu)物中出現(xiàn)的裂縫，大多數(shù)在竣工后1-2年內(nèi)已產(chǎn)生。如果這些裂縫中注入水泥砂漿或者環(huán)氧樹脂等充填材料，以防內(nèi)部鋼筋銹蝕）和裂縫補(bǔ)強(qiáng)（裂縫表i貼鋼板等）都需要在明確裂縫的狀態(tài)、成因的基礎(chǔ)上才能合理、有效地進(jìn)行。
因此，為了確定裂縫的狀態(tài)、發(fā)展和成因，以及合理評價裂縫對結(jié)構(gòu)物的影響，選擇適當(dāng)?shù)男扪a(bǔ)方案和時機(jī)，掌握其深度與其長度、寬度都是非常重要的。所不同的是，裂縫的深度則試較之長度和寬度測試要困難得多，通常需要采用鉆孔取樣的方法加以直接測試。但是，鉆孔取樣的方法除費(fèi)時費(fèi)力，對結(jié)構(gòu)也有一定的損害以外，對深裂縫由于取樣困難往往難以測試。同時，對于裂縫的發(fā)展也難以監(jiān)測，因此，采用合理的無損檢測方法是非常必要的。
2．裂縫檢測
    裂縫深度的無損檢測方法有多種。根據(jù)測試面的條件，可以分為單面平測法、雙面斜測法和鉆孔對測法。其中，單面平測法適用面最廣。然而，目前常用的裂縫深度的無損檢測技術(shù)大多是從金屬材料的裂縫深度檢測中發(fā)展而來，在應(yīng)用于混凝土結(jié)構(gòu)中會遇到各種問題，使得測試結(jié)果常常較實(shí)際深度偏淺很多。標(biāo)準(zhǔn)測試方法包括相位反轉(zhuǎn)法和傳播時間差法。這兩種方法均采用接收信號的初始部分的特性，為目前較為通用的測試方法
(1) 相位反轉(zhuǎn)法
    當(dāng)激發(fā)的彈性波（包括聲波、超聲波）信號在混凝土內(nèi)傳播，穿過裂縫時，在裂縫端點(diǎn)處產(chǎn)生衍射，其衍射角與裂縫深度具有一定的幾何關(guān)系。相位反轉(zhuǎn)法正是根據(jù)衍射角與裂縫深度的幾何關(guān)系，來對裂縫深度進(jìn)行快速測試的（圖1-2）。將激振點(diǎn)與接收點(diǎn)沿裂縫對稱配置，從近到遠(yuǎn)逐步移動。當(dāng)激振點(diǎn)與裂縫的距離與裂縫深度相近時，接收信號的初始相位發(fā)生反轉(zhuǎn)。

該方法只需移動沖擊錘或換能器，確定首波相位反轉(zhuǎn)臨界點(diǎn)，就可確定混凝土的裂縫深度。與其他混凝土裂縫深度檢測方法相方法有簡單直觀的特點(diǎn)，有一定的實(shí)用價值。
(2) 傳播時間差法
該方法適合混凝土結(jié)構(gòu)物中的開口裂縫。其測試原理是激勵產(chǎn)生的彈性波遇到裂縫時，波被直接隔斷，并在裂縫端部衍射通過（圖1-3）。其通過測試波在有裂縫位置和沒有裂縫健全部位傳播的時間差來推定裂縫深度的，裂縫深度越大，傳播時間差也越長。

(3) 表面波法
該方法采用沖擊彈性波中的瑞利波（表面波的一種）的衰減特性來測試混凝土構(gòu)造物中的裂縫深度。由于P波和S波在媒體邊界面上相互作用而形成，其傳播速度比s 一邊開回上相互作用而形成，其傳播速度比s分，其特性非常適合于探測裂縫的深度。
瑞利波在媒體表面受沖擊所產(chǎn)生的彈性波中，能量最大，信號采集容易，對裂縫更為敏感。瑞利波在傳播過程中所發(fā)生的幾何衰減和材料衰減，可以通過系統(tǒng)補(bǔ)正，而保持其振幅不變。但是，瑞利波在遇到裂縫時，其傳播在某種程度上被遮斷，在通過裂縫以后波的能量和振幅會減少。因此，根據(jù)裂縫前后的波的振幅的變化（振幅比），便可以推算其深度。表面波法示意圖見圖1-4。