当前位置: 首页 / 新闻动态 / 检测小知识 /

钢衬脱粘、衬砌欠厚查不出?实例解析冲击回波声频法探测结构内部缺陷

钢衬脱粘、衬砌欠厚查不出?实例解析冲击回波声频法探测结构内部缺陷
时间:2026.11.05
作者:中钢国检上海分公司
阅读:0
手机扫码查看
摘要: 钢衬浇筑后,钢板与混凝土之间到底贴得实不实?背后有没有脱空、离缝?传统超声、电磁法在钢衬上往往"力不从心"。今天带你认识一种单面即可作业、不用耦合剂的无损检测好帮手——冲击回波声频法。 一、冲击回波的基本原理 冲击回波法是探测结构内部缺陷的有效手段。激振装置在固体表面击打产生弹性波,让波在被测体里来回反射,再经频谱分析(快速傅里叶变换、最大熵法等)即可读出结构的厚度、材质和缺陷信息。   冲击回波法检测示意图(左图)和频谱示意图(右图) 由于利用的是冲击弹性波中的 P 波成分,根据频谱上对应的反射周期,就能算出钢板厚度或缺陷深度: H=Vₚ·T/2 式中:H 为衬砌结构厚度或缺陷深度计算值(m); Vₚ 为 P 波在衬砌中的传播波速(km/s,由现场标定得到); T 为频谱图上对应的反射时间(s)。 当二次衬砌内部存在较大规模或较浅的脱空、平行离缝、表面离缝时,入射波和反射波需要绕过离缝,往复时间会明显延长。   图3 离缝绕射示意图 综合频谱上的缺陷反射峰与衬砌背面反射信号的变化,就...
钢衬脱粘、衬砌欠厚查不出?实例解析冲击回波声频法探测结构内部缺陷

(图:钢衬脱粘、衬砌欠厚查不出?实例解析冲击回波声频法探测结构内部缺陷)

钢衬浇筑后,钢板与混凝土之间到底贴得实不实?背后有没有脱空、离缝?传统超声、电磁法在钢衬上往往"力不从心"。今天带你认识一种单面即可作业、不用耦合剂的无损检测好帮手——冲击回波声频法。

一、冲击回波的基本原理

冲击回波法是探测结构内部缺陷的有效手段。激振装置在固体表面击打产生弹性波,让波在被测体里来回反射,再经频谱分析(快速傅里叶变换、最大熵法等)即可读出结构的厚度、材质和缺陷信息。

 

图片1

冲击回波法检测示意图(左图)和频谱示意图(右图)

由于利用的是冲击弹性波中的 P 波成分,根据频谱上对应的反射周期,就能算出钢板厚度或缺陷深度:

H=Vₚ·T/2

式中:H 为衬砌结构厚度或缺陷深度计算值(m);

Vₚ 为 P 波在衬砌中的传播波速(km/s,由现场标定得到);

T 为频谱图上对应的反射时间(s)。

当二次衬砌内部存在较大规模或较浅的脱空、平行离缝、表面离缝时,入射波和反射波需要绕过离缝,往复时间会明显延长。

 

图片2

图3 离缝绕射示意图

综合频谱上的缺陷反射峰与衬砌背面反射信号的变化,就能判定衬砌厚度、缺陷有无及其位置。

二、检测标准

1、《水电工程物探规范》NB/T 10227-2019;

2、《水利水电工程勘探规程 第1部分:物探》SL/T 291.1-2021;

3、《冲击回波法检测混凝土缺陷技术规程》JGJ/T 411-2017。

三、冲击回波声频法的技术优势

非接触、免耦合:采用拾音器接收信号,传感器无需紧贴构件、不涂耦合剂,单面即可作业,检测效率高、适用面广。

看得深、判得准:可检测混凝土或钢衬脱空、层间分离、内部空洞、厚度异常,检测深度一般可达 0.2~2m。

脱空类缺陷更敏感:该方法消除了传感器本体共振干扰;面对较大规模或较浅的脱空、离缝,反射波绕射使往复时间明显延长,缺陷更易被识别。

钢衬场景的"唯一解":钢衬只有一个检测面,电磁法与传统超声都已不适用;而钢材材质相对混凝土更均一,冲击回波声频法的检测效果更好。

四、工程应用场景

隧道工程:衬砌厚度,以及衬砌背后脱空、空洞、混凝土疏松、表层剥离等。

轨道交通工程:轨道板与砂浆层、底座板之间的层间脱空/离缝大面积连续扫描普查。

桥梁工程:箱梁、桥面板厚度,内部空洞与蜂窝不密实,桥面铺装脱空、梁板与垫层界面分离。

市政与房建工程:地下室底板/顶板、剪力墙、筏板,车库顶板防水层下脱空,楼板空鼓与内部空洞。

水利工程:坝面混凝土面板、闸室、溢洪道等内部空洞、层间脱空与结构厚度。

其他混凝土构件:预制构件、钢管(衬)混凝土界面脱空,机场道面与大型地坪层间脱空普查。

五、现场检测注意事项

测点布置:测点均匀布设并编号,覆盖缺陷区、厚度变化区及代表性正常区;表面平整洁净,清除浮浆、油污、蜂窝松散层。

耦合与激振:激振头与传感器充分耦合,耦合不良会引入杂波;击打方向垂直于测面,力度适中、点位稳定,同一测点重复激振取稳定频谱。

波速标定(关键):定量厚度依赖 P 波波速,须先在已知厚度或无缺陷测点标定波速,再代入公式反算,严禁直接套用经验波速;钢衬与混凝土波速差异大,跨介质部位应分区标定判别。

干扰控制:远离强振动、强电磁与风噪,必要时错峰检测;识别钢筋、预埋件、锚固件的额外反射,避免与缺陷反射混淆。

判读与记录:抓住脱空、平行离缝"往复时间延长"的特征,防止漏判浅层大面积离缝;如实记录测点位置、标定波速、击打参数与频谱图,留存原始数据备查。

 

六、应用案例

图片3

隧道衬砌混凝土整板欠厚

 

图片4

隧道衬砌混凝土局部欠厚

 

图片5

隧道衬砌混凝土内部不密实

 

图片6 

钢板试件模型

 

 图片7

钢板脱粘波形分析图(0、1、2脱粘区域)

钢衬脱粘、衬砌欠厚查不出?实例解析冲击回波声频法探测结构内部缺陷
钢衬浇筑后,钢板与混凝土之间到底贴得实不实?背后有没有脱空、离缝?传统超声、电磁法在钢衬上往往"力不从心"。今天带你认识一种单面即可作业、不用耦合剂的无损检测好帮手——冲击回波声频法。 一、冲击回波的基本原理 冲击回波法是探测结构内部缺陷的有效手段。激振装置在固体表面击打
2026.11.05
一文讲清机制砂质量控制要点
机制砂凭借成本可控、性能稳定的优势,广泛应用在商品混凝土、预拌砂浆、道路水稳层、预制构件以及各类基建项目中,是砂石材料中的主力用料。选择合格的机制砂,GB/T 14684-2022《建设用砂》这份标准一定要了解。 GB/T 14684-2022《建设用砂》规定了建筑用砂的总体要求,尤其对机制砂的颗
2026.11.03

上海第三方检测机构中钢国检上海分公司为你推荐钢衬脱粘、衬砌欠厚查不出?实例解析冲击回波声频法探测结构内部缺陷。更多新更新的动态信息尽在上海第三方检测机构中钢国检上海分公司官网,同时你还可以了解检测小知识检测小知识 其它信息或浏览新闻媒体。

金牌项目
锂电池回收再生黑粉,即将废旧锂电池经过放电、拆解、热解、破碎和分选等工序处理后得到的以锂、镍、钴等一种或多种有价成分构成的粉料,其成分和性能的准确检测对于评估回收工艺的有效性、保证再生产品的质量以及推动锂电池回收产业的健康发展具有至关重要的意义。
金牌项目
高温拉伸试验是在室温以上的高温下进行的拉伸试验。
金牌项目
测量金属材料的蠕变性能和持久性能,同时亦可做氢脆、松弛试验。该测试广泛应用于冶金、航空航天、车辆制造、机械制造、石油化工、建筑材料、高等院校等领域。
中钢集团郑州金属制品研究院股份有限公司 2021-2023 | 豫ICP备09000825号-11
客服
微信
中钢集团郑州金属金属制品研究院股份有限公司
电话
400-7878-588
邮箱
info@cst.ac.cn
返回