專利名稱：一種基于面波的混凝土內(nèi)部狀況無(wú)損檢測(cè)方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種混凝土結(jié)構(gòu)無(wú)損檢測(cè)方法及檢測(cè)系統(tǒng)，尤其是涉及一種基于面波的混凝土內(nèi)部狀況無(wú)損檢測(cè)方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)隨著我國(guó)大規(guī)?；A(chǔ)建設(shè)的展開(kāi)，工程質(zhì)量事故時(shí)有發(fā)生，因此巖土工程質(zhì)量檢測(cè)，尤其是混凝土結(jié)構(gòu)工程無(wú)損檢測(cè)顯得越來(lái)越重要，對(duì)檢測(cè)的要求也越來(lái)越高。目前的混凝土工程結(jié)構(gòu)無(wú)損檢測(cè)方法主要有回彈法、雷達(dá)法、沖擊回波法、P波波速法及超聲波法等?；貜椃ㄊ且环N常用的混凝土無(wú)損檢測(cè)方法，但該方法檢測(cè)深度淺，只能測(cè)得混凝土表面附近的平均強(qiáng)度，無(wú)法反映混凝土內(nèi)部狀況，而且回彈值分散性大，通常需要16個(gè)以上的有效回彈數(shù)據(jù)進(jìn)行平均，作業(yè)效率低；雷達(dá)法對(duì)混凝土內(nèi)部缺陷可以準(zhǔn)確定位，但受鋼筋等低電阻率物質(zhì)的屏蔽影響大，尤其是鋼筋密度較大時(shí)難以得到鋼筋背后的電磁波影像，而且雷達(dá)無(wú)法提供強(qiáng)度方面的信息；沖擊回波法可測(cè)得結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺陷及構(gòu)件的厚度，但其縱向分辨率低，檢測(cè)精度受結(jié)構(gòu)內(nèi)部的鋼筋和含水量影響大；超聲波對(duì)穿測(cè)試，雖然可以得到材料整體的縱波速度，但無(wú)法應(yīng)用于隧洞襯砌等無(wú)法對(duì)穿測(cè)試的結(jié)構(gòu)物；P波速度法通常只能測(cè)得混凝土表層的P波速度，無(wú)法探測(cè)混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)狀況。雖然上述各種混凝土無(wú)損檢測(cè)法各有所長(zhǎng)，但共同的弱點(diǎn)是無(wú)法檢測(cè)混凝土內(nèi)部深處的力學(xué)性能，難以滿足我國(guó)大規(guī)模基礎(chǔ)建設(shè)中巖土工程無(wú)損檢測(cè)的要求。巖土工程的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，包括檢測(cè)物理量和測(cè)量方法的選取，數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)分析以及結(jié)果的定量評(píng)價(jià)等。檢測(cè)物理量和測(cè)量方法的選取不僅要考慮方法在理論上的可行性，還要考慮測(cè)量難易程度、施工條件、檢測(cè)效率和成本。檢測(cè)結(jié)果的定量評(píng)價(jià)除與檢測(cè)設(shè)備的技術(shù)參數(shù)有關(guān)外，還與檢測(cè)數(shù)據(jù)的分析方法有關(guān)，還要考慮結(jié)構(gòu)物內(nèi)部鋼筋分布、厚度分布、圍巖類別等因素，需要基于嚴(yán)格的理論分析和大量的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)。近年來(lái)表面波在軟土地基勘探方面的應(yīng)用研究發(fā)展很快，已被廣泛應(yīng)用于地質(zhì)調(diào)查中。表面波又稱為面波，是沿固體介質(zhì)表層傳播的一類彈性波，具有如下特點(diǎn)面波的傳播速度主要取決于介質(zhì)的橫波速度構(gòu)造，與材料的彈性模量和抗壓強(qiáng)度等力學(xué)參數(shù)具有良好的相關(guān)性；面波沿介質(zhì)表層傳播時(shí)其振幅在深度方向急劇衰減，穿透深度與波長(zhǎng)有關(guān)，波長(zhǎng)越大，穿透深度也越大，因此，理論上，用不同波長(zhǎng)的面波就可檢測(cè)介質(zhì)內(nèi)部不同深度的力學(xué)性能及是否有缺陷存在；當(dāng)在介質(zhì)表面激發(fā)彈性波時(shí)，所產(chǎn)生的彈性波中面波的能量最強(qiáng)，振幅大，便于測(cè)量?；炷羶?nèi)部結(jié)構(gòu)無(wú)損檢測(cè)的面波方法及系統(tǒng)正是基于面波的以上特性和大量的實(shí)驗(yàn)而發(fā)明的。該技術(shù)的研發(fā)為檢測(cè)巖土結(jié)構(gòu)材料的內(nèi)部力學(xué)性能及可能存在的缺陷提供了一種精度好，效率高，快速便捷的手段，具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種基于面波的混凝土內(nèi)部狀況無(wú)損檢測(cè)方法及系統(tǒng)，通過(guò)分析面波穿透介質(zhì)時(shí)的頻散特性(頻率與傳播速度的關(guān)系)獲取介質(zhì)內(nèi)部不同深度的力學(xué)特性，并判斷介質(zhì)內(nèi)部是否存在缺陷，具有簡(jiǎn)單直觀、精度好、效率高、探測(cè)深度大、成本低等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)一種基于面波的混凝土內(nèi)部狀況無(wú)損檢測(cè)方法，包括如下步驟I)在待檢測(cè)混凝土表面設(shè)置一條測(cè)線，在測(cè)線上設(shè)置η個(gè)檢測(cè)點(diǎn)，n^l；2)以第一個(gè)檢測(cè)點(diǎn)為中心的一條直線上設(shè)置檢波器陣列，并在與檢波器陣列的距離為D(D約為最大計(jì)劃?rùn)z測(cè)深度的2倍以上)的位置設(shè)置一彈性波激發(fā)裝置；
3)彈性波激發(fā)裝置激發(fā)彈性波，檢波器陣列采集彈性波，并通過(guò)電纜將其傳送給數(shù)據(jù)記錄儀，每個(gè)檢波器所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)點(diǎn)為一個(gè)檢波點(diǎn)；4)將檢波器陣列的中點(diǎn)移至下一個(gè)檢測(cè)點(diǎn)，重復(fù)步驟3)，直至η個(gè)檢測(cè)點(diǎn)均檢測(cè)完畢；5)對(duì)數(shù)據(jù)記錄儀記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行波形處理，提取并顯示數(shù)據(jù)中面波的頻散曲線；6)通過(guò)反演分析將頻散曲線轉(zhuǎn)換為深度-橫波速度曲線，根據(jù)深度-橫波速度曲線獲得混凝土內(nèi)部狀況，并將結(jié)果進(jìn)行顯示。所述的波形處理具體為首先對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪處理，然后利用位置重復(fù)的檢波器的數(shù)據(jù)做關(guān)聯(lián)把整條測(cè)線的數(shù)據(jù)疊加在一起，形成一個(gè)能夠覆蓋整條測(cè)線的大型陣列數(shù)據(jù)。所述的提取面波的頻散曲線具體為從第一個(gè)檢波點(diǎn)開(kāi)始，取連續(xù)的i個(gè)檢波點(diǎn)的數(shù)據(jù)作頻散分析，i > 1，并把得到的頻散曲線作為這i個(gè)檢波點(diǎn)中間位置的頻散曲線；向前移動(dòng)k個(gè)檢波點(diǎn)，k^ I,即從檢波點(diǎn)k+Ι開(kāi)始取連續(xù)i個(gè)檢波點(diǎn)的數(shù)據(jù)做頻散分析，并把所得頻散曲線作為檢波點(diǎn)k+Ι k+i的中點(diǎn)位置的頻散曲線。所述的斷面圖包括頻率-面波速度斷面圖、周期-面波速度斷面圖或深度-橫波速度斷面圖。所述的凝土內(nèi)部狀況包括彈性波速度分布、澆注缺陷、疏密分布和強(qiáng)度。一種基于面波的混凝土內(nèi)部狀況無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng)，包括依次連接的數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)分析模塊和數(shù)據(jù)可視化處理模塊，其中，數(shù)據(jù)采集模塊包括檢波器陣列、彈性波激發(fā)裝置和數(shù)據(jù)記錄儀，所述的檢波器陣列、彈性波激發(fā)裝置設(shè)在混凝土表面，所述的數(shù)據(jù)記錄儀通過(guò)電纜與檢波器陣列連接；數(shù)據(jù)分析模塊用于對(duì)數(shù)據(jù)采集模塊采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行波形處理、頻散分析處理和頻散曲線反演分析處理；數(shù)據(jù)可視化處理模塊對(duì)數(shù)據(jù)分析模塊的處理結(jié)果進(jìn)行圖形化顯示。所述的檢波器陣列由4-12個(gè)檢波器分體或一體化設(shè)置而成。所述的檢波器包括垂直分量檢波器、水平分量檢波器或多分量檢波器。所述的彈性波激發(fā)裝置包括錘子。所述的數(shù)據(jù)記錄儀的低截頻低于IOOHz,高截頻高于5KHz。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)I)由于面波的穿透深度與波長(zhǎng)有關(guān)，且面波傳播速度主要由所穿透介質(zhì)的橫波速度決定，與彈性模量和強(qiáng)度等力學(xué)參數(shù)有很好的相關(guān)性，因此本發(fā)明通過(guò)分析面波穿透介質(zhì)時(shí)的頻散特性能夠精確地獲得介質(zhì)內(nèi)部不同深度的力學(xué)特性；2)本發(fā)明具有方法簡(jiǎn)單直觀、精度好、效率高、探測(cè)深度大、成本低等特點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明方法的示意圖；圖2為本發(fā)明的流程示意圖；圖3為采集到的實(shí)測(cè)波形示圖；圖4為本發(fā)明得到的頻散曲線示意圖；
圖5為頻率-面波速度斷面圖；圖6為周期-面波速度斷面圖；圖7為深度-橫波速度斷面圖；圖8為深度-抗壓強(qiáng)度斷面圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例1如圖1-圖2所示，一種基于面波的混凝土內(nèi)部狀況無(wú)損檢測(cè)方法，包括如下步驟I)在待檢測(cè)混凝土表面設(shè)置一條測(cè)線，在測(cè)線上設(shè)置η個(gè)檢測(cè)點(diǎn)，η彡1，當(dāng)η > I時(shí)，該方法可稱為高密度檢測(cè)法；2)以第一個(gè)檢測(cè)點(diǎn)為中心的一條直線上設(shè)置檢波器陣列，并在與檢波器陣列的距離為D(D約為最大計(jì)劃?rùn)z測(cè)深度的2倍以上)的位置設(shè)置一彈性波激發(fā)裝置；3)彈性波激發(fā)裝置激發(fā)彈性波，檢波器陣列采集彈性波，并通過(guò)電纜將其傳送給數(shù)據(jù)記錄儀，每個(gè)檢波器所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)點(diǎn)為一個(gè)檢波點(diǎn)；4)將檢波器陣列的中點(diǎn)移至下一個(gè)檢測(cè)點(diǎn)，重復(fù)步驟3)，直至η個(gè)檢測(cè)點(diǎn)均檢測(cè)完畢，沿測(cè)線布置多個(gè)檢測(cè)點(diǎn)，相鄰檢測(cè)點(diǎn)的檢波器陣列有一部分相互重合；5)對(duì)數(shù)據(jù)記錄儀記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行波形處理，提取并顯示數(shù)據(jù)中面波的頻散曲線；所述的波形處理具體為首先對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪處理，然后利用位置重復(fù)的檢波器的數(shù)據(jù)做關(guān)聯(lián)把整條測(cè)線的數(shù)據(jù)疊加在一起，形成一個(gè)能夠覆蓋整條測(cè)線的大型陣列數(shù)據(jù)。所述的提取面波的頻散曲線具體為從第一個(gè)檢波點(diǎn)開(kāi)始，取連續(xù)的i (i > 1，通常i = 4 12)個(gè)檢波點(diǎn)的數(shù)據(jù)作頻散分析，并把得到的頻散曲線作為這i個(gè)檢波點(diǎn)中間位置的頻散曲線；向前移動(dòng)k個(gè)檢波點(diǎn)，k^ I。即從檢波點(diǎn)k+Ι開(kāi)始取連續(xù)i個(gè)檢波點(diǎn)的數(shù)據(jù)做頻散分析，并把所得頻散曲線作為檢波點(diǎn)k+Ι k+i的中點(diǎn)位置的頻散曲線。測(cè)線上頻散曲線的間隔與實(shí)際檢測(cè)點(diǎn)的間隔無(wú)關(guān)，可根據(jù)需要在頻散分析時(shí)設(shè)定。6)對(duì)頻散曲線進(jìn)行反演分析，將頻散曲線轉(zhuǎn)換為斷面圖
①以距離為橫坐標(biāo)，以頻率為縱坐標(biāo)，用顏色或等值線表示面波傳播速度大小的頻率-面波速度斷面，主要用于定性地分析淺層混凝土狀況；②以距離為橫坐標(biāo)，以周期為縱坐標(biāo)，用顏色或等值線表示面波傳播速度大小的周期-面波速度斷面，主要用于定性地分析深層混凝土狀況；③以距離為橫坐標(biāo)，探測(cè)深度 波長(zhǎng)/N為縱坐標(biāo)(N = 2 3)，用顏色或等值線表示橫波速度瑞雷面波速度/0.92)的深度-速度斷面，主要用于快速定量分析混凝土內(nèi)部狀況。根據(jù)斷面圖獲得混凝土內(nèi)部狀況，包括彈性波速度分布、澆注缺陷、疏密分布和強(qiáng)度，并將結(jié)果進(jìn)行顯示。根據(jù)需要，結(jié)合試驗(yàn)室數(shù)據(jù)或經(jīng)驗(yàn)公式把各種速度斷面轉(zhuǎn)換為強(qiáng)度等其他物性參數(shù)斷面。所述的斷面圖包括頻率-面波速度斷面圖、周期-面波速度斷面圖或深度-橫波速度斷面圖。頻散曲線反演分析采用水平層狀介質(zhì)波動(dòng)理論計(jì)算理論頻散曲線，利用遺傳算法與最小二乘法的復(fù)合算法實(shí)現(xiàn)反演過(guò)程。該算法無(wú)需初始模型，既能保證計(jì)算穩(wěn)定又加快反演計(jì)算過(guò)程。如圖1所示，一種基于面波的混凝土內(nèi)部狀況無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng)，包括依次連接的數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)分析模塊和數(shù)據(jù)可視化處理模塊，其中，數(shù)據(jù)采集模塊包括檢波器陣列1、彈性波激發(fā)裝置3和數(shù)據(jù)記錄儀2，所述的檢波器陣列1、彈性波激發(fā)裝置3設(shè)在混凝土表面，所述的數(shù)據(jù)記錄儀2通過(guò)電纜與檢波器陣列I連接；數(shù)據(jù)分析模塊用于對(duì)數(shù)據(jù)采集模塊采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行波形處理、頻散分析處理和頻散曲線反演分析處理；數(shù)據(jù)可視化處理模塊對(duì)數(shù)據(jù)分析模塊的處理結(jié)果進(jìn)行圖形化顯示，根據(jù)需要可以生成(但不限于)頻率-面波速度斷面、周期-面波速度斷面、深度-橫波速度斷面等。所述的檢波器陣列I通常由4 12個(gè)檢波器分體或一體化設(shè)置而成。檢波器包括垂直分量檢波器、水平分量檢波器或多分量檢波器。垂直成分檢波器采集瑞雷面波的垂直成分，水平成分檢波器采集勒夫面波(Love Wave)，多分量檢波器同時(shí)采集瑞雷面波和勒夫面波。所述的彈性波激發(fā)裝置3通常采用(但不限于)錘子，錘子質(zhì)量為數(shù)百克。所述的數(shù)據(jù)記錄儀2的低截頻低于100Hz，高截頻高于5KHz。通常為(但不限于)彈性波勘探用數(shù)字地震儀。將上述基于面波的混凝土內(nèi)部狀況無(wú)損檢測(cè)方法及系統(tǒng)應(yīng)用于檢測(cè)厚度約O. 4m的混凝土襯砌，其后圍巖的開(kāi)挖面凹凸不平，設(shè)計(jì)檢測(cè)深度> O. 6m，主要檢測(cè)混凝土內(nèi)部澆筑缺陷、與圍巖之間的膠結(jié)狀況以及把握混凝土的強(qiáng)度。如圖1和圖2所示，具體按如下方式實(shí)施首先在設(shè)計(jì)的測(cè)線上等間距設(shè)置12個(gè)檢波器，檢波器間距O. 2m。檢波器使用固有頻率IOOHz的動(dòng)圈式垂直分量速度型檢波器(彈性波勘探用檢波器)；設(shè)置方法采用由人用手握住檢波器使其觸針垂直于混凝土表面并按壓緊；記錄儀采用普通勘探用地震儀并關(guān)掉高截頻濾波器；激發(fā)裝置采用質(zhì)量250g的金屬錘子；激發(fā)點(diǎn)離最近的檢波器之間的距離約2m ;激發(fā)時(shí)用錘子在垂直于混凝土表面方向擊打混凝土表面。為了保護(hù)混凝土表面，在擊打處墊一塊小鋼板(約IOcmX 10cm)。
在采集完第一個(gè)檢測(cè)點(diǎn)后，整個(gè)檢波器陣列向前移動(dòng)6個(gè)檢波器位置并采集下一個(gè)數(shù)據(jù)，然后重復(fù)以上過(guò)程至整條測(cè)線采集完成。采集到的數(shù)據(jù)的波形圖如圖3所示(圖3中橫坐標(biāo)為接收位置，縱坐標(biāo)為時(shí)間)。數(shù)據(jù)處理時(shí)首先用數(shù)字濾波濾掉IOOHz以下的低頻成分以消除人手按住檢波器時(shí)的顫動(dòng)，然后利用位置重合的數(shù)據(jù)做關(guān)聯(lián)把整條測(cè)線的所有數(shù)據(jù)疊加在一起。頻散分析時(shí)從測(cè)線的起點(diǎn)開(kāi)始，首先從疊加后的數(shù)據(jù)中取連續(xù)的12個(gè)檢波點(diǎn)的數(shù)據(jù)，通過(guò)快速傅立業(yè)變換把時(shí)序信號(hào)變換為頻率域信號(hào)，然后用速度掃描法作頻散分析。具體做法是用掃描速度對(duì)各檢波點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行相位校正以消除因各檢波點(diǎn)的位置不同而產(chǎn)生的相位差，然后把各檢波點(diǎn)的數(shù)據(jù)疊加到一起。當(dāng)掃描速度波等于實(shí)際傳播速度時(shí)，相位校正后各檢波點(diǎn)數(shù)據(jù)間的相位差為零，疊加后波的能量最大。當(dāng)在某一速度范圍內(nèi)以一定的速度間隔對(duì)所有頻率的數(shù)據(jù)進(jìn)行掃描時(shí)，就得到如圖4所示的掃描結(jié)果，圖中背景顏色代表某一掃描速度對(duì)應(yīng)的波的疊加能量。因此，把獲得最大疊加能量的速度點(diǎn)連接起來(lái)，去掉局部干擾并作平滑處理就得到波的頻散曲線(圖中黑色圓點(diǎn)所示)。本實(shí)例中速度掃描范圍為O 4000m/s,掃描間隔為5m/s。做完一個(gè)點(diǎn)的頻散分析后,按照?qǐng)D2所不原理，向前移動(dòng)I米出個(gè)檢波點(diǎn))，做下一個(gè)點(diǎn)的分析，并重復(fù)這一過(guò)程至整條測(cè)線的數(shù)據(jù)分析完。本檢測(cè)實(shí)例對(duì)混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的分析采用以下近似公式探測(cè)深度&波長(zhǎng)/2. 5橫波速度 瑞雷面波速度/0.92直接把頻散曲線轉(zhuǎn)換為深度和橫波速度的對(duì)應(yīng)關(guān)系。雖然本檢測(cè)項(xiàng)目為無(wú)損檢測(cè)，為了提高對(duì)混凝土強(qiáng)度的推測(cè)精度，對(duì)該段混凝土進(jìn)行了少量代表性取芯，通過(guò)室內(nèi)力學(xué)試驗(yàn)獲取了混凝土抗壓強(qiáng)度與橫波速度的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并利用這一關(guān)系由剪切波速度推測(cè)了混凝土的抗壓強(qiáng)度。如圖5 圖8所示，數(shù)據(jù)可視化處理主要生成并顯示了頻率-面波速度斷面、周期-面波速度斷面、深度-橫波速度斷面和深度-抗壓強(qiáng)度斷面。實(shí)施例2參考圖1-圖2所示，本實(shí)施例基于面波的混凝土內(nèi)部狀況無(wú)損檢測(cè)方法及系統(tǒng)，采用4個(gè)檢波器組成檢波器陣列，在采集完第一個(gè)檢測(cè)點(diǎn)后，整個(gè)檢波器陣列向前移動(dòng)2個(gè)檢波器位置并采集下一個(gè)數(shù)據(jù)。其余同實(shí)施例1。
權(quán)利要求
1.一種基于面波的混凝土內(nèi)部狀況無(wú)損檢測(cè)方法，其特征在于，包括如下步驟1)在待檢測(cè)混凝土表面設(shè)置一條測(cè)線，在測(cè)線上設(shè)置η個(gè)檢測(cè)點(diǎn)，η> I ；2)以第一個(gè)檢測(cè)點(diǎn)為中心的一條直線上設(shè)置檢波器陣列，并在與檢波器陣列的距離為 D的位置設(shè)置一彈性波激發(fā)裝置；3)彈性波激發(fā)裝置激發(fā)彈性波，檢波器陣列采集彈性波，并通過(guò)電纜將其傳送給數(shù)據(jù)記錄儀，每個(gè)檢波器所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)點(diǎn)為一個(gè)檢波點(diǎn)；4)將檢波器陣列的中點(diǎn)移至下一個(gè)檢測(cè)點(diǎn)，重復(fù)步驟3)，直至η個(gè)檢測(cè)點(diǎn)均檢測(cè)完畢；5)對(duì)數(shù)據(jù)記錄儀記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行波形處理，提取并顯示數(shù)據(jù)中面波的頻散曲線；6)通過(guò)反演分析將頻散曲線轉(zhuǎn)換為斷面圖，根據(jù)斷面圖獲得混凝土內(nèi)部狀況，并將結(jié)果進(jìn)行顯示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于面波的混凝土內(nèi)部狀況無(wú)損檢測(cè)方法，其特征在于，所述的波形處理具體為首先對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪音處理，然后利用位置重復(fù)的檢波器的數(shù)據(jù)做關(guān)聯(lián)把整條測(cè)線的數(shù)據(jù)疊加在一起，形成一個(gè)能夠覆蓋整條測(cè)線的大型陣列數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于面波的混凝土內(nèi)部狀況無(wú)損檢測(cè)方法，其特征在于，所述的提取面波的頻散曲線具體為從第一個(gè)檢波點(diǎn)開(kāi)始，取連續(xù)的i個(gè)檢波點(diǎn)的數(shù)據(jù)作頻散分析，i > 1，并把得到的頻散曲線作為這i個(gè)檢波點(diǎn)中間位置的頻散曲線；向前移動(dòng)k個(gè)檢波點(diǎn)，k^l,即從檢波點(diǎn)k+Ι開(kāi)始取連續(xù)i個(gè)檢波點(diǎn)的數(shù)據(jù)做頻散分析，并把所得頻散曲線作為檢波點(diǎn)k+Ι k+i的中點(diǎn)位置的頻散曲線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于面波的混凝土內(nèi)部狀況無(wú)損檢測(cè)方法，其特征在于，所述的斷面圖包括頻率-面波速度斷面圖、周期-面波速度斷面圖或深度-橫波速度斷面圖。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于面波的混凝土內(nèi)部狀況無(wú)損檢測(cè)方法，其特征在于，所述的凝土內(nèi)部狀況包括彈性波速度分布、澆注缺陷、疏密分布和強(qiáng)度。
6.一種如權(quán)利要求1所述的基于面波的混凝土內(nèi)部狀況無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于， 包括依次連接的數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)分析模塊和數(shù)據(jù)可視化處理模塊，其中，數(shù)據(jù)采集模塊包括檢波器陣列、彈性波激發(fā)裝置和數(shù)據(jù)記錄儀，所述的檢波器陣列、彈性波激發(fā)裝置設(shè)在混凝土表面，所述的數(shù)據(jù)記錄儀通過(guò)電纜與檢波器陣列連接；數(shù)據(jù)分析模塊用于對(duì)數(shù)據(jù)采集模塊采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行波形處理、頻散分析處理和頻散曲線反演分析處理；數(shù)據(jù)可視化處理模塊對(duì)數(shù)據(jù)分析模塊的處理結(jié)果進(jìn)行圖形化顯示。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于面波的混凝土內(nèi)部狀況無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述的檢波器陣列由4-12個(gè)檢波器分體或一體化設(shè)置而成。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于面波的混凝土內(nèi)部狀況無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述的檢波器包括垂直分量檢波器、水平分量檢波器或多分量檢波器。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于面波的混凝土內(nèi)部狀況無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述的彈性波激發(fā)裝置包括錘子。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于面波的混凝土內(nèi)部狀況無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于 ，所述的數(shù)據(jù)記錄儀的低截頻低于IOOHz,高截頻高于5KHz。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于面波的混凝土內(nèi)部狀況無(wú)損檢測(cè)方法及系統(tǒng)，所述的方法包括1)在待檢測(cè)混凝土表面設(shè)置一條測(cè)線，在測(cè)線上設(shè)置n個(gè)檢測(cè)點(diǎn)；2)以第一個(gè)檢測(cè)點(diǎn)為中心的一條直線上設(shè)置檢波器陣列，并設(shè)置彈性波激發(fā)裝置；3)彈性波激發(fā)裝置激發(fā)彈性波，檢波器陣列采集彈性波，并通過(guò)電纜將其傳送給數(shù)據(jù)記錄儀；4)將檢波器陣列的中點(diǎn)移至下一個(gè)檢測(cè)點(diǎn)，重復(fù)步驟3)，至檢測(cè)完畢；5)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行波形處理，提取并顯示面波的頻散曲線；6)將頻散曲線轉(zhuǎn)換為斷面圖，獲得混凝土內(nèi)部狀況；所述的系統(tǒng)包括依次連接的數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)分析模塊和數(shù)據(jù)可視化處理模塊。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有精度好、效率高、探測(cè)深度大、成本低等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01N29/12GK103018337SQ20121057176
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月25日
發(fā)明者馮少孔, 車愛(ài)蘭, 張國(guó)新, 朱新民 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)