[發明專利]采用非線性共振頻率的偏移測定混凝土含水量和裂紋的方法

無效

• 申請號: 200710133999.7
• 申請日: 2007-10-17
• 公開（公告）號: CN101140265A
• 公開（公告）日: 2008-03-12
• 發明（設計）人: 劉曉宙;周到;龔秀芬
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: G01N29/12
• 分類號: G01N29/12;G01N33/38
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司
• 代理人: 湯志武;王鵬翔

一、技術領域

本發明涉及采用非經典非線性聲學的方法來進行混凝土特性的分析，即采用超聲中的非線性共振頻率的偏移來無損檢測混凝土含水量和裂紋的方法。

二、背景技術

混凝土材料是一種復雜的，多尺度的材料，并且在建筑材料中得到廣泛使用，對它的無損檢測的研究日益受到人們的重視。混凝土的無損檢測的方法包括：超聲脈沖法，回彈法、振動法、聲發射技術及射線法等[1、朱金穎，陳龍珠，嚴細水，“混凝土受力狀態下超聲波傳播特性研究”，第15卷第3期，工程力學，p.111-117，1998]。超聲波是進行混凝土無損檢測的重要手段之一，并且已得到廣泛的應用。超聲脈沖法作為一種較成熟的技術，但目前為止，還是基于線性參量，如聲速和聲衰減。1994年Popovics和Rose對應用超聲進行混凝土的無損檢測的發展作了綜述[2?John?S.Popovics?and?Joseph?L.Rose.“A?Survey?of?developments?in?Ultrasonic?NDE?of?Concrete超聲NDE對混凝土裂紋檢測綜述”，IEEE?Transactions?on?ultrasonics，Ferroelectrics，and?Frequency?Control?Vol.41，No.1，January?1994，p.140-143，1994]，Schubert等數值模擬了超聲波在混凝土中的傳播[3?Schubert?and?R.Marklein，“Numerical?Computationof?Ultrasonic?Wave?Propagation?in?Concrete?using?the?Elastodynamic?Finite?IntegrationTechnique(EFIT)”，IEEE?Ultrasonics?Symposium，p.799-804，2002]，Etsuzo等研究了含水量對超聲波聲速的影響[4?Etsuzo?Ohdaira，Nobuyoshi?Masuzawa，“Water?contentand?its?effect?on?ultrasound?propagation?in?concrete-the?possibility?of?NDE”，Ultrasonics38，p.546-552，2000]。

超聲用于金屬檢測，已經有了一段歷史，而用于混凝土檢測，在國外始于40年代末，中國于50年代后期開始進行這項技術的研究應用，取得了相當進展，近幾年來發展尤為迅速。水電、交通、建筑、鐵道、冶金等部門均廣泛地開展研究和應用，國內各項工程、包括葛州壩水電樞紐工程都曾應用超聲檢測技術進行檢測，取得了很好的技術經濟效果。交通部頒發的《港口工程混凝土試驗方法》，水利電力部頒發的《水工混凝土試驗規范》均已將超聲檢測混凝土強度和裂縫的方法編入試行[5仝秋紅，“混凝土中超聲波傳播方式研究”，第11卷，第2期，中國公路學報，p.16-23，1998]。國際上對混凝土裂縫深度(＜50cm)的超聲波檢測主要有T_c-T₀法和英國標準BS?4408所述方法[6、BS?4408：“Recommendations?for?Non-Destructive?Methods?ofTest?for?Concrete”[S]，1972]。1990年，我國頒布了《超聲波檢測混凝土缺陷技術規程》，2000年又頒布了新修訂的《超聲波檢測混凝土缺陷技術規程》[董清華，“混凝土超聲波、聲波檢測的某些進展”，Number?11，混凝土，p.32-35，2005]作為超聲波檢測混凝土缺陷的技術依據，該規程吸收了國內外超聲檢測的最新成果，使其適用范圍更廣，規定的裂縫深度檢測方法有單面平測法、雙面斜測法和鉆孔對測法三種。90年代中期以來，我國智能型數字化超聲儀相繼問世，它不僅可以自動測讀聲參數，并可進行相應的數據處理，為該項技術的推廣應用提供了良好的硬件基礎。