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专利名称：结构混凝土声波穿透移动单元体检测方法
技术领域：
本发明涉及一种针对较大尺度的墙体、柱体、梁体之类形状的结构混凝土声波穿透检测方法，属于工程地球物理无损检测领域。
背景技术：
结构混凝土是目前主要建筑材料之一，较大尺度的结构混凝土建筑物，如大坝垂直升船机、桥梁等，主要由I. Om 3. Om厚度的墙体、柱体、梁体等结构混凝土构成，其间钢筋密集，重要部位常埋设有钢构件。结构混凝土的施工难度、浇筑中的过震或欠震、施工原因等会造成混凝土离析、空洞等缺陷，查明结构混凝土的质量缺陷并及时进行处理是消除 工程隐患、保证工程质量、确保工程安全的重要措施。目前，结构混凝土质量检查的主要手段包括钻孔取芯和无损检测等。钻孔取芯检查混凝土质量会对混凝土结构造成不必要的损伤，而且是只是一孔之见，难以大量采用；工程地球物理无损检测已成为结构混凝土质量检测的重要技术手段，声波穿透及其声波层析成像就是其中之一。密集观测的声波层析成像对于一些需要进行较全面的混凝土质量检测的工程而言，其工作量是巨大的，检测周期也较长。

发明内容
本发明的目的在于综合考虑结构混凝土检测特点、检测周期与费用等因素基础上，提出了一种针对结构混凝土的声波穿透移动单元体检测方法，达到以最小的工程量对被测混凝土结构体进行近似立体的、较全面的质量检测。为了实现上述目的，本发明的技术解决方案为结构混凝土声波穿透移动单元体检测方法，在被测结构混凝土上按测试方向选定初始测试立方单元体，在立方单元体的两相对临空面上设置相对应的声波发射和声波接收探头进行测试，然后对立方单元体按测试方向在被测结构混凝土上采用“逐步移动”或“积木移动”进行重复测试，对经过“逐步移动”或“积木移动”进行测试的声波穿透数据，利用统计分析、声波动力学及运动学特点、层析成像技术进行数据处理，对数据处理结果从宏观、局部、细节三个层次筛选结构混凝土存有质量问题的部位，结构混凝土声波穿透移动单元体检测方法步骤如下a)在被测结构混凝土体的两个相对的临空面上，选定初始部位，选取由结构混凝土体的外临空面的4点A、B、C、D与内临空面的4点A’、B’、C’、D’构成立方单元体，A、B、C、D构成的面为外临空面、A’、B’、C’、D’构成的面为内临空面，外临空面和内临空面之间的棱长< 3. Om,声波发射探头分别布置于外临空面的A、B、C、D点，声波接收探头分别布置于内临空面的A’、B’、C’、D’点，声波发射探头和声波接收探头分别按立方单元体对角A D’、B C’、C B’、D A’点对点布置，进行测试，得到斜对穿射线AD’、BC’、CB’、DA’的声波穿透数据，再选取立方单元体外临空面上棱AC的中点E、棱BD的中点F、棱AB的中点G、棱⑶的中点H，及内临空面上棱A’C’的中点E’、棱B’D’的中点F’、棱A’B’的中点G’、棱C’ D’的中点H’，将声波发射探头分别布置于外临空面的E、F、G、H点，声波接收探头分别布置于内临空面的E’、F’、G’、H’点，声波发射探头和声波接收探头分别按E F’、F E，、G H，、H G，点对点布置，进行测试，得到斜对穿射线EF，、FE，、GH，、HG，的声波穿透数据；b)步骤a)完成后，再按步a)布置的测试立方单元体沿混凝土结构体上下方向或左右方向将测试立方单元体进行“逐步移动”或“积木移动”定位测试；c)重复步骤b)直至被测结构混凝土体检测部位测试完毕；d)对步骤a)、b)、c)完成的测试数据，利用声波速度的统计规律、射线相似性及对称性的声波速度类比分析、层析成像技术对声波穿透数据进行处理与分析； e)对经步骤d)处理的数据结果采用宏观、局部、细节三个层次筛选结构混凝土体存有质量问题的部位。所述的“逐步移动”是指按步骤a)设置的立方单元体的移动步距小于与移动方向平行的立方单元体的棱长。所述的“积木移动”是指按步骤a)设置的立方单元体的移动步距等于与移动方向平行的立方单元体的棱长。所述的结构混凝土体是指结构混凝土墙体、结构混凝土梁体、结构混凝土柱体。由于采用以上技术方案，本发明针对较大尺度结构混凝土检测特点墙、柱结构钢筋密集、钢结构埋件多、不能采用钻孔，利用结构混凝土体的临空面，工程量巨大、但总体无损检测工作量不宜太大，内部的、体积的质量检测，达到了以较小的检测工程量对被测混凝土结构体进行近似立体的、全面的质量检测。同单一的同步声波穿透或层析成像具有以下优点(I)数据观测大量采用斜对穿，控制范围大、控制面多、工作量少，且选择了体现混凝土质量的优势控制面及射线，使声波穿透的效能得到极大的发挥；同常规的水平声波穿透相比，不仅可以形成同步声波成果、同步断续控制面声波成果，而且可以通过正交射线对平行于“逐步移动”方向的连续控制面进行CT成像处理，有效的增加了检测数据的利用率，即以较少的检测工作量形成较全面的检测成果。(2)观测中的射线具有相似性、对称性，在资料的处理和分析上不仅仅可以切面CT成像，而且使我们在分析上可以充分利用射线对称性、相似性的特点，进行穿透声波的运动学和动力学的类比解释、分析。(3)观测中的射线具有较好的均匀性、方向性、广角性，且射线控制着主要的结构应力面，可以较真实的反映波速的统计学特点。(4)同单一切面的CT成像相比，结构混凝土声波穿透移动单元体检测方法的各CT切面之间的射线有着千丝万缕的联系，立体成像互为约束；多切面成像，控制了主要结构面，被测体的检测盲区大大减少。(5)混凝土质量问题检测的分析采用层次筛选策略，即对数据处理结果采用宏观、局部、细节三个层次筛选结构混凝土存有质量问题的部位，保证了检测结果的可靠性强。


附图I声波对一个立方单元体的对穿射线示意图，为方便观察，分开为(a)、(b)两部分。
附图2声波一个立方单元体的对穿射线所形成的控制面示意图，其中，图2(a)为控制面AB’ D’ C及A，BDC，示意图，图2(b)为控制面A’ B，DC及ABD’ C，示意图，图2(c)为控制面BB’ C’ C及AA’ D’ D示意图，图2(d)为控制面EFE’ F’及GHG’ H’示意图。
附图3结构混凝土声波穿透移动单元体检测观测示意图，其中，图3 (a)为向上“逐步移动”的一个立方单元体观测示意图，黑粗虚线为最底下的一个立方单元体声波穿透射线，顶部的黑粗线表示立方单元体向上逐步移动形成的可供CT图像重建的连续控制垂直切面；图3(b)是由图3(a)在横向上“积木移动”形成的两个纵向“逐步移动”的立方单元体观测示意图。附图4声波穿透移动单元体检测法的连续控制面声波层析成像射线分布示意图，其中，图4(a)是无正同步、无四角定点观测的射线分布示意图，图4(b)是加上正同步但无四角定点观测的射线分布示意图，图4(c)是加上正同步及四角定点观测的射线分布示意图。附图5具体实施例一的混凝土声波穿透移动单元体法检测布置俯视图，图中每条黑粗线代表一个垂切面。附图6是图5的观测布置中每个垂切面的CT射线分布图。附图7是图5观测布置中的其中一个垂切面的声波穿透速度曲线图，其中，图7(a)水平同步、图7 (b)发低Im同步、图7 (c)发高Im同步。附图8是图5观测布置中的其中一个垂切面的声波CT等值线图。附图9具体实施例二的混凝土声波穿透移动单元体法检测布置俯视图，图中每条黑粗线代表一个垂切面。附图10某水电工程垂直升船机基座声波CT结果与实际情况对比图，其中图10(a)为声波CT等值线图，图10(b)为垂直升船机基座设计的预留孔平面布置示意图。
具体实施例方式结构混凝土声波穿透移动单元体检测方法包含以下三个方面的内容(I)结构混凝土声波穿透移动单元体检测方法的数据观测，在被测结构混凝土上按测试方向选定初始测试立方单元体，在立方单元体的两相对临空面上设置相对应的声波发射和声波接收探头进行测试，然后对立方单元体按测试方向在被测结构混凝土上采用“逐步移动”或“积木移动”进行重复测试，完成现场数据观测。对一个立方单元体而言，数据观测布置以控制混凝土的主要结构应力面的穿透射线，对被测结构混凝土整体而言，通过对立方体单元按测试方向采用“逐步移动”或“积木移动”形成连续控制面上(连续控制面特指与“逐步移动”方面平行的平面)、断续控制面上(断续控制面特指与“逐步移动”方面相交的平面)甚至是立体的声波穿透数据。(2)结构混凝土声波穿透移动单元体检测方法的数据处理，包括绘制同步声波速度曲线图，如果需要还可以绘制同步声波幅值曲线图；统计穿透声波速度值的频态分布特点；对连续控制面的穿透数据采用层析成像技术进行图像重建。(3)结构混凝土声波穿透移动单元体检测方法的数据分析，对数据处理结果从宏观、局部、细节三个层次筛选结构混凝土存有质量问题的部位，当然这种层次筛选分析贯穿着检测的全过程。
结构混凝土声波穿透移动单元体检测方法步骤如下a)在被测结构混凝土体的两个相对的临空面上，选定初始部位，选取由结构混凝土体的外临空面的4点A、B、C、D与内临空面的4点A’、B’、C’、D’构成立方单元体，A、B、C、D构成的面为外临空面、A’、B’、C’、D’构成的面为内临空面，外临空面和内临空面之间的棱长< 3. Om,声波发射探头分别布置于外临空面的A、B、C、D点，声波接收探头分别布置于内临空面的A’、B’、C’、D’点，声波发射探头和声波接收探头分别按立方单元体对角A D’、B C’、C B’、D A’点对点布置，进行测试，得到斜对穿射线AD’、BC’、CB’、DA’的声波穿透数据，再选取立方单元体外临空面上棱AC的中点E、棱BD的中点F、棱AB的中点G、棱⑶的中点H，及内临空面上棱A’C’的中点E’、棱B’D’的中点F’、棱A’B’的中点G’、棱C’ D’的中点H’，将声波发射探头分别布置于外临空面的E、F、G、H点，声波接收探头分别布置于内临空面的E’、F’、G’、H’点，声波发射探头和声波接收探头分别按E F’、F E，、G H，、H G，点对点布置，进行测试，得到斜对穿射线EF，、FE，、GH，、HG，的声波穿透数据； b)步骤a)完成后，再按步a)布置的测试立方单元体沿混凝土结构体上下方向或左右方向将测试立方单元体进行“逐步移动”或“积木移动”定位测试；c)重复步骤b)直至被测结构混凝土体检测部位测试完毕；d)对步骤a)、b)、c)完成的测试数据，利用声波速度的统计规律、射线相似性及对称性的声波速度类比分析、层析成像技术对声波穿透数据进行处理与分析；e)对经步骤d)处理的数据结果采用宏观、局部、细节三个层次筛选结构混凝土体存有质量问题的部位。所述的“逐步移动”是指按步骤a)设置的立方单元体的移动步距小于与移动方向平行的立方单元体的棱长。所述的“积木移动”是指按步骤a)设置的立方单元体的移动步距等于与移动方向平行的立方单元体的棱长。所述的结构混凝土体是指结构混凝土墙体、结构混凝土梁体、结构混凝土柱体。下面结合附图对本发明作进一步详细描述。I结构混凝土声波穿透移动单元体检测方法的数据观测较大尺度结构混凝土检测问题是内部的、体积的质量检测。在工程巨大、但总体检测工作量又不宜太多的情况下，必须兼顾整体与局部的矛盾，兼顾工程量与工作量的矛盾，亦即要以较小的工作量力求作最全面的质量检测。这就要求声波穿透必须保证较大的控制范围且能控制结构混凝土的主要应力面，观测数据有利于从统计学角度评价混凝土质量情况，有利于从声波的动力学和运动学角度考察混凝土质量情况，有利于声波CT图像重建，为此声波穿透射线必须有一定的多方向性、相似性、对称性，均匀性，同时射线也应该是CT图像重建中具有重要作用的射线(理论上正交或近乎正交的射线对CT反演作用最大)。结构混凝土声波穿透移动单元体检测方法的数据观测大量采用与混凝土临空面近乎45度角斜对穿就是从以上思路出发有针对性的提出的，现以混凝土墙体为例说明其内涵。图I (a)是在被测结构混凝土墙体上选取的一个立方单元体(单元体大小为墙厚)的声波穿透工作示意图，立方单元体内、外面为两个相对的临空面，即选取由结构混凝土墙体的外临空面的4点A、B、C、D与内临空面的4点A’、B’、C’、D’构成立方单元体，声波发射探头分别布置于外临空面的A、B、C、D点，声波接收探头分别布置于内临空面的A’、B’、C’、D’点，声波发射探头和声波接收探头分别按立方单元体对角A D’、B C’、C B’、D A’点对点布置，进行测试，得到斜对穿射线AD’、B C’、CB’、D A’(图中粗虚线)的声波穿透数据。4条斜对穿射线可组合成6个主要控制面AB’ D’ C、A’ BDC’、A’ B’ DC、ABD’ C’、BB’ C’ C、AA’ D’ D，见图2(a) 图2 (c)，图中阴影面为检测控制切面。再选取立方单元体外临空面上棱AC的中点E、棱BD的中点F、棱AB的中点G、棱⑶的中点H，及内临空面上棱A’ C’的中点E’、棱B’ D’的中点F’4^A’ B’的中点G’、棱C’ D’的中点H’，如图I (b)，将声波发射探头分别布置于外临空面的E、F、G、H点，声波接收探头分别布置于内临空面的E’、F’、G’、 H’点，声波发射探头和声波接收探头分别按E F’、F E’、G H’、H G’点对点布置，进行测试，得到斜对穿射线EF’、F E’、GH’、HG’ (图中粗虚线)的声波穿透数据；4条斜对穿射线可组合成EFF’ E’、GHG’ H’等主要控制切面，见图3-2⑷。当然，穿透射线EF’、F E’、GH’、HG’还可以与穿透射线AD’、B C，、CB’、DA’组合出其它控制面，不一一而足。实测中，以上移动单元体的大小、甚至形状可根据被测结构混凝土的形状灵活调整。以这样的检测单元体沿墙上下、左右方向以一定的步距移动，可形成一些连续、断续控制面或立体空间，获得的声波穿透数据具有很强的检测效率。此观测方法，选择了体现混凝土质量的优势控制面及射线，既节省了检测工作量，又能对结构混凝土进行较全面检测；观测射线具有较好的均匀性、方向性、广角性，且射线控制着主要的结构应力面，可以较好的反映声波波速的统计学特点；观测射线具有相似性、对称性，因而在资料的分析上既可以利用穿透声波的运动学和动力学特点，也可以充分利用射线的对称性、相似性的特点来进行类比解释、分析控制面的混凝土质量；此外，还可对平行“逐步移动”方向的连续控制面利用层析成像技术进行图像重建。当以结构混凝土墙体的外临空面的4点A、B、C、D与内临空面的4点A’、B’、C’、D’构成立方单元体沿墙以O. Im步距向上“逐步移动”时，AB’ D’ C、A’ BDC’、GHG’ H’为三个连续控制面，如图3 (a)所示；当检测单元体沿墙以O. Im步距向左或右“逐步移动”时，会形成类似的平行于左右移动方向的连续控制面；可以想象，当检测单元体沿墙均以O. Im步距向上、向右“逐步移动”时，则会形成三维的立体观测数据，可利用层析成像技术进行三维图像重建。实际工作为进一步减少工作量，对于墙体结构混凝土，可以在一个方向(如向上)采用“逐步移动”方式，在另一方向(如向右)采用“积木移动”方式,如图3(b)所示。2结构混凝土声波穿透移动单元体检测方法的数据处理数据处理包括绘制同步声波波速曲线，包括正同步、斜同步声波波速曲线，如果需要还可以绘制同步声波波幅曲线图、利用信号处理技术分析同步声波穿透波形的频谱，以便从不同的声波指标利用声波穿透射线的对称性、相似性的特点来进行类比解释、分析控制面的混凝土
质量;统计穿透声波速度的特征值及频态分布特点，以便依据混凝土质量控制的声波速度评价标准对混凝土质量进行宏观评判，由于观测射线具有较好的均匀性、方向性、广角性，且射线控制着主要的结构应力面，所以本发明观测的数据可以较好的反映声波速度的统计学特点；
对连续控制面的穿透数据采用层析成像技术进行图像重建，包含了三种射线密度的层析成像常规的高密度射线层析成像；正交射线层析成像；三维成像。(I)常规的高密度射线CT成像，主要用于对结构混凝土存有质量问题的部位的作进ー步的成像，以突显其细节。观测系统一般采用定点扇形扫描观测系统。图像重建中，射线追踪采用直射线和弯曲射线追踪相结合，反演算法选择奇异值分解(SVD)、共轭梯度(CG)、阻尼最小平方ニ乘(LSQR)等算法。(2)正交射线成像，用于结构混凝土声波穿透移动单元体检测方法观测得到的连续控制面上的穿透数据的成像反演。移动单元体连续控制面的CT成像同上面的常规高密度射线声波CT在原理上是相同的，不同的是观测射线密度不一样，且需要考虑多切面相交部位的吻合问题，应在三维空间考虑其反演成像，让相交的多切面互为约束。常规的高密度射线声波CT射线包括了几乎所有的同步观测曲线，而移动单元体对穿的连续控制面CT成像声波穿透的射线只选取了两条正交同步射线，见图4 (a)，为增加射线密度及反演效果，观测中增加正同步及四角定点观测，见图4(b)、4(c)。 (3)三维声波成像，用于相交的多切面联合反演及对结构混凝土存有质量问题的部位的作进ー步的三维成像。三维声波CT成像的原理同ニ维声波层析成像是类似的，只是需要在三维空间考虑。3结构混凝土声波穿透移动单元体检测方法的数据分析结构混凝土声波穿透移动单元体检测方法的数据分析对数据处理结果从宏观、局部、细节三个层次对结构混凝土存有质量问题的部位进行筛�。�当然层次分析方法贯穿着检测的全过程，从数据观测、数据整理与分析都包含着这三个层次。第一层次是宏观层次，直接利用声波的动力学、运动学特点及统计特点来分析、评价混凝土质量。充分利用射线对对称性、相似性的特点来进行类比解释、分析声波同步曲线，以评价混凝土相对质量。此外，利用对穿声波速度值进行统计分析，根据结构混凝土质量声波评价标准对混凝土质量进行宏观评判。这ー层次可以得到混凝土质量的宏观判断，如整体均匀性、区域及局部的质量好坏等。第二层次是局部层次，在不增加任何工作量的情况下，利用声波穿透移动单元体对穿数据进行连续控制面的多切面反演成像，此成像结果是在数据量较少情况的成像结果，对ー些规模较小的缺陷，虽不能完全了解其细节情况，但可以通过成像结果在局部层面了解缺陷存在与否。第三个层次为细节层次，对第一、第二层次的结果存在质量疑问的少数部位或重点部位，采用高密度的声波CT技木，了解混凝土存有质量疑问部位的细节情況。如果条件具备，可采用三维声波CT，在检测空间范围内进行三维成像，获取任意切面的细节情況。
具体实施例实施例一现场布置与观测某水电工程垂直升船机齿条一期混凝土声波穿透移动单元体法检测，测试単元体按前述方法布置，见图5，垂直升船机齿条一期混凝土墙体内、外临空面之间的厚度为I. 5m(点I到点I’之间的距离)，点I到点3之间距离为I. 2m,穿透射线立体图參考图3 (a)，在垂直升船机齿条一期混凝土墙体的纵向向上采用“逐步移动”方式，移动点距O. Im,在纵向上会形成连续控制的垂直面，即图中黒粗线为对穿射线的水平投影或每条黑粗线代表一个垂切面，如I 3’、3 I’垂直切面等。移动单元体在纵向逐点移动的最終結果就是分解为纵向上的连续垂直切面，做好了每个垂切面的观测工作也就完成了単元体的纵向的移动，断续控制面包含于连续控制面的射线之中。每个垂切面作水平同步(发射探头和接收探头在同一高程移动)、发高同步(发射探头比接收探头高的同步移动)、发低同步(发射探头比接收探头低的同步移动)，水平同步即是正同步，发高同步、发低同步即是斜同步，另在每个垂切面的四角补充定点观测，測量点距O. lm，其射线分布如图6。数据处理与分析的第一层次绘制同步声波速度(运动学指标)、声波波幅(动力学指标)曲线图，充分利用射线的相似性、対称性，对曲线图进行合理的解释、分析声波速度、声波波幅异常部位。图5中每个垂切面的声波速度、声波波幅各有三条同步曲线水平同步、发高同步、发低同歩，图7是图5中其中一个垂切面的声波速度曲线图(纵轴为高程、横轴为声波速度)，图中声波速 度无明显异常部位。声波幅值也具有类似的曲线形态，不一一展示。统计分析穿透声波速度值，结合混凝土评价声波标准评价混凝土总体质量；可按部位从切面到整体统计穿透声波速度最大值、最小值、平均值及频态分布。图5中声波穿透速度的统计特征为最小值4543m/s、最大值4935m/s、平均值4709m/s、集中范围4600 4800m/s、标准差 65m/s，频态分布为< 4000m/s 的占 O. 00%,4000 4100m/s 的占 O. 00%、4100 4200m/s 的占 O. 00%,4200 4300m/s 的占 O. 00%,4300 4400m/s 的占 O. 00%、4400 4500m/s 的占 O. 00 %、4500 4600m/s 的占 4. 53 %、4600 4700m/s 的占 41. 23 %、4700 4800m/s的占46. 88 %、> 4800m/s的占7. 36 %，该工程评价混凝土质量的控制标准是大于4500m/s的声波速度所占比例大于95%，因此、宏观上评判其混凝土质量整体优良。数据处理与分析的第二层次对连续控制面采用层析成像技术进行图像重建，并对图像进行合理的解释、分析异常部位；图8是图5中其中一个垂切面的层析成像等值线图(图中等值线单位为Km/s)，图中无明显异常部位。结合第一层次、第二层次，综合评判混凝土质量，合理推断质量问题部位，对于质量问题部位，布置加密ニ维声波CT进行检测，条件许可可采用三维CT进行检測。图8中的CT图无明显异常部位，加上宏观上评判其混凝土质量整体优良，因而本区未进行加密ニ维声波CT检测。实施例ニ某水电工程垂直升船机齿条一期混凝土声波穿透移动单元体法检测，测试単元体按前述方法布置，见图9，垂直升船机齿条一期混凝土内、外临空面之间的厚度为I. 5m(点I到点I’之间的距离)，点I到点3之间距离为I. 2m，在垂直升船机齿条一期混凝土墙体的纵向向上采用“逐步移动”方式，移动点距O. Im,横向向右采用“积木移动”方式，移动步距
I.2m，在纵向上会形成连续控制的垂直面，即图中黒粗线为对穿射线的水平投影或每条黑粗线代表一个垂切面，如I 3’、3 I’ 3 3’、3 5’垂直切面等，穿透射线立体图參考图 3 (b)。数据处理与分析的第一层次、第二层次与实施例一相同。
采用本发明对某水电工程的垂直升船机基座混凝土质量进行检测时，数据处理与分析的第一层次、第二层次怀疑混凝土存在质量问题，于是布置了高密度射线的声波CT，图10(a)为其结构混凝土声波CT成像等值线结果(图中等值线单位为Km/s)，经查证，此成像结果与结构混凝土中 的四个预留孔吻合三个有明显的反映，一个也有存在的迹象。垂直升船机基座四个预留孔布置见图10(b)。
权利要求
1.结构混凝土声波穿透移动单元体检测方法，其特征在于在被测结构混凝土上按测试方向选定初始测试立方单元体，在立方单元体的两相对临空面上设置相对应的声波发射和声波接收探头进行测试，然后对立方単元体按测试方向在被测结构混凝土上采用“逐步移动”或“积木移动”进行重复测试，对经过“逐步移动”或“积木移动”进行测试的声波穿透数据，利用统计分析、声波动力学及运动学特点、层析成像技术进行数据处理，对数据处理结果从宏观、局部、细节三个层次筛选结构混凝土存有质量问题的部位，结构混凝土声波穿透移动单元体检测方法步骤如下 a)在被测结构混凝土体的两个相对的临空面上，选定初始部位，选取由结构混凝土体的外临空面的4点A、B、C、D与内临空面的4点A’、B’、C’、D’构成立方单元体，A、B、C、D构成的面为外临空面4’^’、(’、0’构成的面为内临空面，外临空面和内临空面之间的棱长^ 3. Om，声波发射探头分别布置于外临空面的A、B、C、D点，声波接收探头分别布置于内临空面的A’、B’、C’、D’点，声波发射探头和声波接收探头分别按立方单元体对角A D’、B C’、C B’、D A’点对点布置，进行测试，得到斜对穿射线AD’、BC’、CB’、DA’的声波穿透数据，再选取立方单元体外临空面上棱AC的中点E、棱BD的中点F、棱AB的中点G、棱CD的中点H，及内临空面上棱A’C’的中点E’、棱B’D’的中点F’、棱A’B’的中点G’、棱C’D’的 中点H’，将声波发射探头分别布置于外临空面的E、F、G、H点，声波接收探头分别布置于内临空面的E’、F’、G’、H’点，声波发射探头和声波接收探头分别按E F’、F E’、G H’、H G’点对点布置，进行测试，得到斜对穿射线EF’、FE’、GH’、HG’的声波穿透数据； b)步骤a)完成后，再按步a)布置的测试立方単元体沿混凝土结构体上下方向或左右方向将测试立方単元体进行“逐步移动”或“积木移动”定位测试； c)重复步骤b)直至被测结构混凝土体检测部位测试完毕； d)对步骤a)、b)、c)完成的测试数据，利用声波速度的统计规律、射线相似性及対称性的声波速度类比分析、层析成像技术对声波穿透数据进行处理与分析； e)对经步骤d)处理的数据结果采用宏观、局部、细节三个层次筛选结构混凝土体存有质量问题的部位。
2.根据权利要求I所述的结构混凝土声波穿透移动单元体检测方法，其特征在于所述的“逐步移动”是指按步骤a)设置的立方単元体的移动步距小干与移动方向平行的立方単元体的棱长。
3.根据权利要求I所述的结构混凝土声波穿透移动单元体检测方法，其特征在于所述的“积木移动”是指按步骤a)设置的立方単元体的移动步距等干与移动方向平行的立方単元体的棱长。
4.根据权利要求I所述的结构混凝土声波穿透移动单元体检测方法，其特征在于所述的结构混凝土体是指结构混凝土墙体、结构混凝土梁体、结构混凝土柱体。
全文摘要
本发明涉及一种针对较大尺度的墙体、柱体、梁体之类形状的结构混凝土声波穿透检测方法，属于工程地球物理无损检测领域。本发明采用在被测结构混凝土上按测试方向选定初始测试立方体单元，声波发射探头、声波接收探头布设于立方体单元的相对临空面上进行测试，然后对立方体单元按测试方向在被测结构混凝土上采用“逐步移动”或“积木移动”进行重复测试，对经过“逐步移动”或“积木移动”进行测试的声波穿透数据，利用统计分析、声波动力学和运动学特点、层析成像技术进行数据处理，对数据处理结果采用宏观、局部、细节三个层次筛选结构混凝土存有质量问题的部位，达到以较小的工程量对被测结构混凝土进行立体的、较全面的质量检测。
文档编号G01N29/04GK102650617SQ20121015175
公开日2012年8月29日 申请日期2012年5月16日 优先权日2012年5月16日
发明者余才盛, 况碧波, 刘新志, 刘方文, 刘润泽, 张建清, 张智, 曾凡卿, 李文忠, 李道永, 熊永红, 詹建生, 闵晓莉, 陆二男, 陈敏 申请人:长江勘测规划设计研究有限责任公司, 长江工程地球物理勘测武汉有限公司