套筒灌浆饱满度检测方法的可能性研究

郭辉，董丽凤，覃水强

(华北理工大学建筑工程学院，河北 唐山 063000)

1 超声波法

1.1 超声检测的工作原理

超声波无损检测方法在各行各业都有广泛的应用，而且技术比较成熟，在建筑方面主要有“声时”“波形”两种分类，其中“波形”应用比较广泛，主要用于检测混凝土强度和缺陷问题，当超声波换能器发出特定波长、振幅、频率的声波穿过内部有缺陷的物体时声波的各种性能会发生改变，根据不同的缺陷做出不同的改变。研究人员利用这一特性利用对比的方法得出物体内部缺陷的情况。

1.2 超声波检测的优缺点

与其他无损检测方法相比，超声波检测有如下优点与局限性

优点：作用在材料上的超声波强度远远小于材料的极限强度，不会对材料造成损伤，可以定性的检测出材料的缺陷位置，走向。

缺点：超声波检测对工作环境要求较高，要求工作环境较安静，且难以定量的分析出缺陷的大小，以及较小的缺陷，而且工作中需要耦合剂，要求被测表面光滑。

1.3 超声波缺陷检测

检测仪器包括超声波示波器、超声波换能器、超声波接收器以及耦合剂。

t管——声信号沿着管壁传播所用的时间

t混——声信号垂直路线传播所用的时间。

R——套筒外直径d——钢筋直径r——套筒壁厚

V管——声音在钢管中的传播速度V混——声波在灌浆料中的传播速度

V筋——声音在钢筋中的传播速度

从以上两个式子来看，两种传播路径所用的时间是不同的，既在理论可以说我们可以应用首先传播过来的声信号来确定套筒内部是否有灌浆缺陷的存在。如果现存的仪器可以采集到首波的信号，我们可以通过测算传播速度和分析波形图进行判定是否存在缺陷的问题。

2 X光检测方法

2.1 射线缺陷检测

当射线透过物质时会和物质发生各种物理反应，保括光电效应、康普顿效应、电子对效应、瑞利散射等，简单来说就是指入射到物体的射线，一部分能量会被物质吸收掉，一部分会发生散射，最终透过物质的射线强度可用I=I0e-ud进行标示。

射线穿过物体时的衰减与物质的性质、厚度、及射线射线的光子能量有关，当穿透的介质物质均匀时，在很小的厚度△d范围内，射线的衰减与介质的厚度成正比△I=—uI△d,对其积分得I=I0e-ud。

式中I为透过厚度为d的介质后X射线的强度；d为介质的厚度；I0为投射前X光的强度；u为衰减系数(不同的物质衰减系数不同，需要测定)。

2.2 射线检测物体内部缺陷的原理

当射线穿过被检测物体时，由于缺陷对X射线的吸收(X光在缺陷处的衰减系数与没有缺陷处的是不同的)量与不存在缺陷处物质对X射线的吸收量存在差异，从而造成投射量不同，在感光屏上显现出不同的图像。

图1 射线检测原理示意图

I=(1+n)I0e-udIp=I0e-ud

I——为背景辐射强度IP——透射后的强度(不存在缺陷处)

I’P——透射后的强度(存在缺陷处)

△I——缺陷处与没有缺陷处透射后辐射强度的差值

影响主因对比度的因素有：透射物体的厚度、透射物体的线衰减系数、散射比。主因对比度越大则在胶片上产生的黑亮对比度越大，越容易发现缺陷。

从上面的套筒尺寸参考值可以看出，套筒壁厚5mm到10mm之间，

3 总结

从上述讨论可以看出，灌浆节点的灌浆套筒灌浆饱满度的检测可以在超声波法和射线检测法方向上进行检测研究，在原理上对灌浆饱满度的检测是可行的。