声速测量范文

声速测量篇1

关键词: 空气中声速测量方法 改进 注意点 优点

一、常见空气中声速测量方法

声速的测量通常有两类方法:一种方法是测量声波传播的距离s和时间t,然后根据公式v=s/t计算出声速;另一种方法是测量声波的频率f和波长λ,然后根据公式v=λf计算出声速。

前一种方法只需要长度测量工具刻度尺和时间测量工具秒表,后一种方法则需要声速测量仪、示波器、信号发生器等专业工具,且后期的分析处理较为复杂。所以在初中物理学中声速的具体测量方案都是基于前一种方法设计的。教材中普遍使用了发令枪测声速,即一名同学持发令枪在起点发令,另一名同学在终点测出看到发令枪冒烟和听到枪声间的时间间隔t,再根据公式v=s/t算出空气中声速。

在实际教学中,我们基于前一种测量原理,进行了各种声速测量尝试,找到一种较为准确且简单的测量方法:利用摩托车测量法。

二、改进后的空气中声速测量方法

1.实验原理

v=s/t。

2.实验器材

摩托车(豪爵海王星)、卷尺、秒表(电子式)。

3.实验方案

首先用卷尺测出合适的直线距离s,在该直线距离的起点放置一辆摩托车,并将摩托车头部正对直线距离终点的同学乙,起点同学甲使得摩托车喇叭和头部车大灯(头灯)同时工作,终点的乙同学自看到摩托车车灯亮起时开始用秒表计时,待听到摩托车喇叭声时停止计时,所测时间即为声音在直线距离s中传播所用时间t,再根据v=s/t计算出空气中的声速。

为了解决传统发令枪测声速中距离难把握的问题,我们在实验中采取从声源(摩托车喇叭)逐渐远离的方法进行了对比,在确保能较清晰地听到声源发出声音的前提下,通过多次比较发现距离在600m左右为最佳,大大减小了人的反应时间对测量结果的影响。

4.实验数据及处理

在多次对比实验的基础上了最终确定了直线距离为s=612m,并测量出了18组数据。根据公式v=s/t我们分别算出18次实验中的声速,如表1所示。

根据多次测量取平均的方法,根据18次所测得声速求得所测声速为v=327.8m/s。

同学甲将起点摩托车移至终点位置,而乙同学移至起点,重复实验,再测出18数据。根据公式v=s/t,我们分别算出了18次实验中的声速,如表2所示。

根据多次测量取平均的方法,根据18次所测得的声速可求得所测声速为v=321.5m/s。

5.实验思考

为什么两次实验结果有较大的差异?

分析:测量中所选择的直线距离沿着南北方向,两次声源和测量者的位置正好相反,前18组数据是顺风测量的,而后18组数据是逆风测量(风向为西北风),风速影响了声速。

三、实验注意点

综合多次实际测量操作,在具体实验时我们需要注意以下几点。

1.所选摩托车的车头大灯亮度较亮,摩托车喇叭声音较响。

2.所测直线距离要适中,对于豪爵海王星踏板摩托车距离600m左右较为合适。不同型号摩托车的喇叭响度不同,在实际实验中可采取从声源处逐渐远离的方法寻求最佳距离。

3.为保证车灯和喇叭同时工作,先将车灯开关打开,同时左手长按喇叭按钮,右手通过拨动钥匙来使得摩托车电路接通,使得车灯和喇叭同时通电而同时工作。

4.尽量选择无风或风速较小时进行实验,以减小风速对声速的影响。

5.为防止环境噪声的影响,可选择晚上进行实验,而且可增加对车灯的可视度,提高实验的精确度。

6.在具体实验前,甲乙同学应进行多次练习,熟练配合,实验时应该进行多次实验,确保实验测量的准确性。

四、实验方案优点

该方案原理简单,所用器材简单常见,无需专业测量仪器,操作简单,可行性较强,适宜所有中学使用。更重要的是在夜晚漆黑安静环境中操作实验,摩托车车灯的视觉效果和摩托车喇叭声音的听觉效果较好,实验中声音传播距离较长,最大限度地减小人的反应时间的影响,测量结果较精确。

参考文献:

[1]中华人民共和国教育部.全日制义务教育物理课程标准[S].北京:北京师范大学出版社,2001.

[2]安忠.中学物理实验教学研究[M].北京:高等教育出版社,1986.

[3]刘炳生,冯容士.中学物理实验教学与自制教具[M].上海:上海教育出版社,2000.

声速测量篇2

【关键词】中小河流；水文测验；ADCP

1.工作原理与测量方式

ADCP利用声脉冲波、声波换能器，展开河流流速流量的测量装置，ADCP测量河流的流速时，将声波换能器置于水下，通过其发射一定数据的频率声脉冲波导水体，声脉冲波通过水体颗粒进行移动，水体颗粒物不断被声波换能器吸收，不同位置均可反射出声脉冲，对不同频率之间频率差值进行计算，从而确定河流水体流速。因ADCP通常配置4个声波换能器，在测量水体流速过程中，可对流速进行实时、动态的测量。由于声波换能器的数量较多，可从不同角度发射出声脉冲，为河流流速提供多组的测量数值，有利于提高数据测量的精度。利用声脉冲的测量方式，ADCP可测量水体流速，同时可测量断面流速剖面，利用声波换能器发射、接收声脉冲，可使测量数据的稳定性、精确性得以明显提高，ADCP可短时间内实现大范围流速测量。目前，针对水体流速测量，ADCP主要包含定点式、走航式两种测量方式，定点式测量是在水流固定点上安装ADCP，例如水面桥墩，利用ADCP测量水体，因仪器在固定一点上测量数值，所以，测定水体所得数值为真实值，可直接应用于数据处理。而走航式测量将ADCP安装于船体水下部分，通过船体移动检测水体，因ADCP在移动状态下测量数据，所以测定数据是一种以船体作为参照物的相对测定值。假设水体流速与水体颗粒物的运动速度相同，ADCP对颗粒物运动进行水跟踪，获得速度与ADCP速度相对。如果ADCP平台安装固定，水跟踪所得流速就是水流绝对速度。若ADCP为移动安装，水跟踪所得相对速度扣除平台移动速度，即可获得水流绝对速度。

2.ADCP在水文监测中的应用

针对水文监测而言，ADCP可准确测定水流流速、水流截面流速，可估算测定岸边的水体流速。首先，中小河流的水文测验目的、特点。通常而言的中小河流主要指与人们生活相关水体、日常生活河流与湖泊。可以说，中小河流发生的水文运动，对人们日常生活具有十分重要的影响。对中小河流进行水体治理、水文测样，可有效促进农业发展，为防洪抗旱提供重要保障。中小河流的水体灵活性特点，水体极易收到外界影响，引起水体水质、水流速、水流量变化，进一步影响了周边居民生活、农业发展。所以，对中小河流进行水文测验，可有利于掌握水体变化规律，有利于在水体发生变化前，做好相应的预防工作，降低周边环境受水体变化的影响。因中小河流的灵活性特点，水文测验中小河流时，测量极易受到水体运动影响，在水文测验中需尤其注意。其次，中小河流中的ADCP水文测验。对中小河流展开水文测验时，首先ADCP发射固定频率数值的声脉冲到水体，声脉冲通过与水体悬浮物发生碰撞，接着ADCP接收反射波，对声脉冲原频率与反射波频率的差值进行计算，利用ADCP方程式计算，获得水体流速。实际水文测验工作，许多因素均会干扰声脉冲频率，引起反射声脉冲频率发生波动，引起测定水流流速出现失真。测定中小河流流量时，因水文运动导致水体变化，对ADCP测定水流流量造成影响。在测定流量时，水体杂质影响了声脉冲反射频率，同时在杂质表层会有一层粘性物质，声脉冲接触杂质时，不能完成脉冲反射，影响测定水流流量。测定流量时，因ADCP的频率范围较为固定，只可反射出范围固定的声脉冲，所以对于剧烈运动水体，在声脉冲发射过程中，由于水体内的脉冲反射物质增加，对声脉冲反射频率造成影响。

3.ADCP的误差控制

和常规流速仪一样ADCP流量测验遵循“流速―面积法”，因此ADCP流量的误差主要由水深、剖面宽度、流速等方面的误差造成。（1）水深测量误差。从ADCP与流速仪比测成果可以知道，ADCP最大水深与流速仪最大水深相对误差为-4.5%。ADCP是根据回波强度沿深度曲线在河底处突起的峰值来识别河底的。高含沙量高速水流河床表层产生运动浮泥，当声波遇到这层浮泥时，回波强度突然增强，认为是河底了，此时所测的水深比实际的水深偏小。此外，高含沙水流使声波能量的反射和吸收都增强，在离换能器较近的区域，回波强度增大；但在离换能器较远的区域，回波强度很快衰减至本底噪音，这使得ADCP剖面深度（或范围）减小。高含沙水流使得ADCP水深测量误差增大甚至失效。（2）河床“动底”造成流速测验误差。ADCP对流速流向测量的最终结果是由测船速度矢量和水层速度矢量的合成矢量与测船航行的速度矢量之差而得。测船的速度由底跟踪求得，即通过流量船与河底的相对运动，由ADCP内部罗经测算出测船的速度矢量。河底稳定不动时，用底跟踪方式测定船速是可行的。当河底泥沙在高流速时随水流迁移形成“动底”时，ADCP所测得的测船航行速度偏大，因而所测得的水层流速将小于实际流速，流向也将产生偏差，ADCP所测流量将小于实际流量。当流速越大河底床沙运动速度也越大，所测流速小于实际流速的误差也就越大，因此随着流量的增大ADCP与流速仪的相对误差也随之增大。上游干支流不同来水、来沙对断面的流态、“动底”造成不同的影响，造成ADCP流量的误差也各不相同。（3）ADCP 内置罗经磁偏角引起剖面宽的误差。根据ADCP测流原理，ADCP底跟踪方式测流时，ADCP磁偏角只对流向及航向有影响，对流量测验结果没有影响，这是在一次测流过程中假设磁偏角不变的结果。ADCP内置磁罗经容易受外部磁环境的影响而产生磁偏角。

ADCP 测量产生误差的主要原因是河床“动底”造成的。解决因底沙运动产生的船速失真造成流速、流向错误的问题，最直接的方法就是外接GPS（全球卫星定位系统）测定测船在航迹上运动的任意两点的距离来测定船速。一般来说通过GPS测定的船速是真实的，基本上可以解决ADCP“底跟踪”方式测量的船速失真问题，同时也解决了河床“动底”产生的剖面宽以及水面总宽度误差的问题。ADCP内置罗经受外界磁场影响而失效可通过外接高精度罗经解决。高含沙量大水深条件下ADCP水深测量误差和失效的问题。可以通过ADCP测量配套软件外接测深仪，能有效地解决高含沙量水流中不能正常进行“底跟踪”测量水深问题。对于ADCP非实测区中表层或底层的流量计算误差，应经多次比测率定指数。岸边盲区的面积误差问题。如果岸边距离较大，三角形法计算面积误差较大时，可考虑用加大岸边距离等方法来弥补面积的偏小。航速太快或航速不均匀的问题。在低水低流速时，测船最小船速远大于水流的平均流速，需要改造测船动力系统，使低水位时测船最低航速和流速相当。

4.结语

利用ADCP进行流速、流量测验，具有历时短、采集数据量大、不扰动流场等诸多优点，可以输出垂线流速矢量和测点流速矢量，效率比传统的流速仪法高得多。要使ADCP测量精度更高，使其得到更加充分的应用和发挥更大的效能，特别是在巡测测量和对外服务时复杂的外部磁环境与复杂的河床条件下都能准确高效测得水文数据，还需要配置高精度的外部罗经和GPS定位系统。

【参考文献】

[1]田淳，刘少华.声学多普勒原理及其应用[M].郑州：黄河水利出版社，2003.

声速测量篇3

关键词：轮胎噪声； 加速噪声； 试验验证

中图分类号：U467.4+9 文献标志码：A 文章编号：1005-2550（2013）04-0034-03

2007年国际标准化组织推出了新的汽车加速行驶车外噪声测量标准IS0 362-1：2007，取代了原来的ISO 362：1998。与此同时，ECE也推出了新的测试方法ECE R51 03，欧洲的各大企业和认证机构也在着力收集试验数据，为新标准的推出做准备。新的加速噪声测试方法与现有的测试方法相比，在车辆分类、挡位选取、入线速度、数据处理等方面都有很大的差异，国内一些企业和检测机构的研究人员对此都进行了分析研究。对M1类车辆来说，除了以上的不同，新的测试方法还引入了对车辆匀速行驶噪声的测试，其测试结果也计入最后的试验结果中，这就突出了轮胎噪声对车外行驶噪声的影响。

本文将研究M1类车辆加速噪声新的试验测试方法，基于与现有测试方法的差异，重点讨论新方法中轮胎噪声对试验结果的影响。

1 M1类车辆加速噪声测试新方法简介

1.1 新方法试验流程

在进行试验测试之前，首先要依据车辆的参数，计算得到该车的参考加速度 awot ref 、目标加速度 aurban 、awot ref、aurban与车辆的PMR值（PMR=P/mt?1000，式中：p为额定功率；mt为汽车运行质量。）密切相关，是国际标准化组织经过大量统计分析各个车型的加速性能得出的经验值，具体计算公式见式（1）及式（2）。然后对汽车进行各挡位下的加速测试，获知该车在各挡位下的试验加速度。最后依据选挡原则，确定试验挡位和入线车速。

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依据初步选定的试验挡位和入线转速进行全油门车外加速行驶噪声试验，并使用相同的挡位进行匀速车外噪声试验。试验场地尺寸见图1。试验采集汽车的行驶速度信息，确保车辆通过?PP'线时的速度VPP'在50±1 km/h的范围内。记录汽车每次通过AA'和BB'线之间的最大“A”计权声级。如果出现噪声峰值明显超出汽车正常声级，则取消本次测量值。汽车每一次在各个挡位下至少测量4次，汽车同侧4次测量结果的差值不大于2 dB（A），分别计算汽车每侧的平均结果，取两侧算术平均值中较高一侧的值作为中间结果。

2 轮胎噪声对加速噪声的影响分析

由第1节分析可知，新方法的最终结果是在加权加速试验噪声和匀速试验噪声的基础上得出的最终结果。由于轮胎噪声（Ltr）在加速噪声和匀速噪声的测试过程中都有体现，并且轮胎噪声是匀速噪声测试过程中的主要噪声源，计入匀速噪声后，轮胎噪声在整个噪声结果中占的比重大大增加了。通过研究发现，利用新方法进行噪声测试时，与现有测试方法相比，发动机的运行状态有着明显的区别。老方法测试时，发动机的转速高、扭矩大，反应了发动机在全负荷时的工作状态；而新方法测试时，更多考虑了汽车在城市工况的运行情况，发动机的转速相对低、扭矩小，反映了发动机在部分负荷下的工作状态。这种情况下，新方法所得到测试结果中动力系统的噪声对整个试验结果的影响就变小了，这就更突出了轮胎噪声对测试结果的影响。下面通过试验来具体验证新方法下轮胎噪声对车外加速行驶噪声的影响比重。

2.1 试验过程

验证试验选取的是某品牌进口M1类车辆进行的，试验样车的主要参数见表1。保证车辆状态完好，按照标准要求进行车况检查，在相同的场地和气象条件下，依据汽车加速行驶车外噪声新标准IS0 362-1：2007和现行国标GB 1495-2002分别进行加速噪声的测试试验，同时测试该车辆在50km/h匀速工况下的轮胎噪声试验。

首先依据新标准IS0 362-1：2007进行加速噪声测试。在试验开始之前，首先要确定试验挡位和入线速度，依据样车的PMR值计算得到该车的参考加速度awot ref=1.16m/s2和目标加速度aurban=0.93m/s2。通过各挡位预加速试验测试，测得该车3挡的加速度awot 3=1.22m/s2，与参考加速度相差在±5%以内，依据选挡原则，确定该车仅使用3挡进行试验。入线速度的获取是通过之前所得的预加速试验，获得在整个加速过程中位移和速度相对于时间的变化曲线，在速度曲线上找到速度50 km/h所对应的位移，然后将此位移点向前推10 m，这个位移时刻的速度就是大概的入线速度，该车的入线速度大概为47.1 km/h。试验挡位和入线速度确定之后，分别进行该挡位下的加速噪声和匀速噪声的测试试验，整理计算得到该车的加速噪声值Lwot rep和匀速噪声Lcrs rep值 。最后将计算得到的Lwot rep和Lcrs rep通过加权计算得到最终试验结果Lurban。

按照新标准进行试验并完成之后，接着进行现行标准的加速行驶车外噪声测试，按照标准要求，该车选用2挡和3挡进行试验，样车的入线速度为50 km/h，测量样车通过整个测量区的最大声级，将每个挡位条件下测量的中间结果进行算术平均就是最终测量结果Lwot。最后进行轮胎噪声的测试，测量轮胎在惯性滑行条件下的通过噪声，惯性滑行条件是指发动机关闭，没有动力驱动，变速箱处于空挡位置和试验轮胎处于自由滚动状态的条件。样车各试验的测量结果如表2所示。

2.2 试验结果分析

通过以上的试验结果可以看出，新标准的加速噪声试验结果要远小于现行标准的试验结果。这主要是由于用新标准测试时选择挡位要比现行标准的挡位要高，新方法只用3挡进行试验，再加上新标准的入线速度相对低一点，这也使得测试的噪声值要比现有标准小一点。由上面的试验结果可以看出，用3挡进行试验时，新标准的试验结果要比现行标准小0.5 dB（A）。最后的试验结果又计入了匀速行驶噪声的试验数值，这就使得最终的试验结果更加低于现行标准的试验结果。假如排除偶然因素的影响，不论采用哪种方法进行试验，轮胎噪声的数值不会有太大变化，这样轮胎噪声在其中所占的比重就不可忽视了，并且往往成为影响试验结果的关键因素。下面通过计算来具体判定不同试验方法下轮胎噪声所能占的比重。

两个以上的声源作用于一点，产生噪声的叠加，但是声压不可以代数叠加，只有声能量可以代数叠加。 假设除轮胎噪声Ltr外，影响加速噪声试验结果的另一个噪声源为动力系统噪声Lp，这两个噪声源叠加得到总的加速噪声试验结果Lwot。这两个独立噪声源的声强分别为Itr和IP，声强可以直接代数相加，则有总的加速噪声声强Iwot=Itr+IP。由于 I=P2/rc（P为声压，r为空气密度，c为空气中的声速），可得 ，又（P/P0）2=10L/10 （ P0=2?10-5为基准声压），可得最后声压级的关系式为 ，那么轮胎噪声在总噪声值所占的比重为 。结合第2节中的试验数据，新标准下轮胎噪声在总噪声中所占的比重为57.5%，现行标准下轮胎噪声的比重仅为26.3%，两者相比差一倍有余。新标准试验方法下，该车轮胎噪声在整个加速噪声试验结果的比重超过一半，成为影响加速噪声的主要因素。

按照新标准的试验方法对国内40余辆M1类车辆了试验研究，结合欧洲一些检测机构提供的近70辆M1类车辆的研究数据，统计研究发现：几乎所有车辆的挡位选取都高于现行标准的挡位，很多比功率较大的车辆甚至利用4挡进行试验；部分利用2挡和3挡同时试验的车辆，由于受传动比系数的加权影响，在最后加速噪声值计算时也主要考虑高挡位的噪声结果，加权挡位也比较接近于3挡，这就使得测量得到的加速噪声值有所降低。最终的试验结果又加权了匀速噪声值，那么最终的测量值较现行标准的噪声测量结果更小了。而轮胎噪声在两种试验方法下的变化不大，这样轮胎噪声就凸显出来了，对试验结果统计研究发现，新标准下轮胎噪声在总噪声中的比重比现行标准有了很大的提高，部分车辆轮胎噪声在总噪声的比重甚至达到了70%。对于部分加速噪声较大的车辆，将来为了达到新标准限值的要求，该车的匀速噪声值将起着关键的作用，而匀速噪声的主要来源就是轮胎噪声，若该车轮胎噪声较低，由式（5）可以看出，加速噪声和匀速噪声的差值就会较大，最终的试验结果就会较之前的加速噪声值有较大的削弱，研究发现部分车辆的最终试验结果能较加速噪声值削弱2 dB（A）多。而对于一些轮胎噪声值较大的车辆，这种削弱效果则不明显。

3 结语

现有的加速噪声标准已经实施10年之久，新噪声标准的推出将是一个必然的趋势，并且必然会推出一个较严厉的限值，对于国内的汽车制造商而言将是一个严峻的挑战。由于新标准的加速噪声主要考察发动机在部分负荷下的工作状态，靠牺牲车辆的动力性对噪声结果影响较小。而轮胎噪声对噪声结果的影响大大提高了，甚至成为影响加速噪声结果的决定性因素，这就需要汽车厂家将更多注意力放在如何降低车辆的轮胎噪声以及开发低噪声轮胎上。

参考文献：

[1] GB 1495-2002 汽车加速行驶车外噪声限值及测量方法[S]. 北京：中国环境科学出版社，2002.

[2] ISO 362-1： 2007 Measurement of noise emitted by accelerating road vehicles — Engineering method — Part 1： M and N categories[S]. 2007.

[3] 梁锐. 汽车加速行驶车外噪声试验新方法（ECER51 03）的研究[J]. 上海汽车，2011（3）： 16-20.

[4] 郭勇，谢东明，邱彬，等. ISO 362-1：2007在M1类车辆试验中的应用[J]. 汽车技术， 2010（7）：44-49.

[5] ECE Regulation No. 51 Revision 1 – Amendment 3[S]. 2007.

声速测量篇4

【关键词】回弹法；超声法；超声回弹综合法

1 超声回弹综合法测强的基本原理

超声回弹综合法是指采用混凝土超声波检测仪和混凝土回弹仪在结构混凝土同一测区分别测量声速值v(在混凝土中，超声脉冲单位时间内的传播速度)及回弹值R，根据混凝土强度与表面硬度以及超声脉冲在混凝土中传播的规律之间的相关关系推定混凝土强度等级的一种检测方法。其检测原理是[1]:超声仪发出的声脉冲传入混凝土介质中。由于声波在混凝土中的传播速度能反映混凝土的密实度,而混凝土的密实度又与混凝土的强度有关,因而超声波在混凝土中的声速与混凝土的强度之间存在相关关系。混凝土越密实,声波在混凝土中的传播时间越短,声速越大,混凝土强度就越高;反之,混凝土越疏松,声波在混凝土中的传播时间越长,声速越小,混凝土强度也就越低。因此可以通过测定声波在混凝土中的传播速度来推定混凝土的强度[2]。

2 超声回弹综合法测强的优点。

与单一的回弹法和超声法相比，超声回弹综合法具的独特的优点：

2.1 减少了龄期和含水率的影响。声速值除了受混凝土骨料的影响外还受混凝土龄期和含水率的影响，而回弹值除受表面状态的影响外也受混凝土龄期和含水率的影响，但龄期和含水率对二者的影响有着本质的区别国，混凝土含水率高，超声波的超速就高，而回弹值则偏低凝土龄期越长，声速的增长率会下降，而回弹值反而会因碳化深度增大而提高。因此二者结合起来测定混凝土强度就可以减少龄期和含水率的影响。

2.2 弥补相互不足。采用超声回弹综合法检测混凝土构件强度，既可以内外结合，又难能使较高和较低的强度之间相互弥补，能够全面的反映结构混凝土构件的实际质量。

2.3 有效的提高了测试精度。单一的回弹法和超声波检测会受到多种因素的影响，而综合法能够减少一些因素的干扰，比较全面的反映整体混凝土构件的质量，所以对提高混凝土无损检测的质量具有明显的效果。

3 超声回弹综合法的技术要求。

3.1 抽样方法与测区布置。单个构件检测时，应该在构件上均匀布置测区，每个构件上测区数量不应该少于10个，按批抽样检测时，按混凝土龄期和混凝土设计强度等级不国而化分检测批，构件抽样数量不少于构件数量的30％，且不应少于10件。测试面应清洁平整、干燥，不应有接缝、施工缝、饰面层、浮浆和油垢，并应避开蜂窝和麻面部位。必要时可用砂轮片清除杂物和磨平不平整处，并擦净残留粉尘。蜂窝麻面对回弹值和声速值都有着极大的影响，我们曾经对海景花园的30个构件做过一次测试，其中15个构件表面不平整，另外15个构件经过表面打磨平整后测试，结果经计算统计，最终强度推定值相差28.5％，因此选择平整干燥表面对超声回弹综合法的技术要求很重要。

3.2 回弹测试的技术要求也很严格，要先进行回弹测试后进行超声测试，回弹仪要与墙面成90度角，垂直弹击待测面，均匀用力，同一测点只能弹击一次；超声测试时，换能器辐射面应通过耦合剂与混凝土表面良好耦合，测试面应清洁平整、干燥，不应有接缝、施工缝、饰面层、浮浆和油垢，并应避开蜂窝和麻面部位。超声测试分为对测法、平测法和角测法，检测混凝土构件最常用的方法是对侧法，采用此法时，两个换能器的轴线一定保持在同一直线上。当结构或构件被测部位只有两个相邻表面可提供时，可采用角测方法测量混凝土中的声速。因平测法只能反映浅层混凝土的质量，所以厚度较大的板式结构一般不宜采用平测法。

4 超声回弹综合法的主要影响因素

超声回弹综合法检测混凝土构件强度是利用混凝土回弹值、超声声速值等物理量简接推定混凝土强度，而混凝土又是一种多项复合材料，其各种性能必然受外界和各种因素的影响，超声测强的影响因素很多，针对几种主要的影响因素，我们也做了大量的实验研究。

4.1 掺加矿物细料的影响。随着房地产业的发展，对混凝土强度、性能的要求也越来越高,配制高强或高性能混凝土的主要方法之一就是掺加矿物细料,掺加硅灰配制高强混凝土已经是很成熟的方法。试验证明，硅灰能提高超声声速值,主要原因在于硅灰颗粒细小,仅是水泥颗粒直的1/100,具有高度的分散性,可以充分地填充在水化水泥颗粒之间,提高浆体硬化后的密实度。

4.2 配合比的影响。配合比不同,超声声速存在显著的差异,各种材料相同的混凝土,由于配合比的不同,如粗骨料偏多的混凝土,超声波传播的速度就要比粗骨料含量少的混凝土传播快,水灰比W/C大的混凝土,由于水分蒸发较多,孔隙多,使声速偏低;相反,W/C小的混凝土,内部密实,水分蒸发后留下的孔隙少,超声波传播速度快。

4.3 龄期的影响。在早龄期的混凝土中,声速值的增加大于混凝土强度的增加,随着龄期增加,声速的增加要小于强度的增加。

4.4 结构构件中钢筋的影响。研究表明，超声波在钢筋中的传播速度比在混凝土中高1.2倍~1.9倍,因此,在检测含有钢筋的混凝土构件时,所得的超声声速值偏大,应根据情况进行修正。

4.5 混凝土的缺陷与损伤。如果混凝土中含有裂缝,就不能用超声波检测混凝土强度,在检测时,应结合首波形状提高准确度,如果首波形状发生改变,说明混凝土内部存在缺陷,此时就不应继续使用超声声速换算混凝土强度。

5 超声回弹综合法的发展。

我国在1976年引进这种方法，之后根据我国具体情况进行了大量试验。在研究、分析、综合的基础上，于1988年颁布了《超声回弹综合法测试混凝土强度技术规程》(CECS02:88)，为这种方法在我国工程界的广泛使用奠定了基础，于2005年制订了《超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程》(CECS02:2005)，使得超声回弹综合法检测混凝土强度更加完善[3]。

6 结束语：

总之，超声回弹综合法是目前混凝土结构工程中最为常用的一种无损检测技术, 但是因为检测环境太复杂，影响因素之多使得这项检测技术还是存在着诸多缺陷。随着人们对建筑质量要求的关注，这种检测技术也有待进一步完善。

参考文献：

[1]超声波传感器在混凝土无损检测系统中的应用研究传感技术学报第21卷 第7期 朱建林

[2]结构混凝土现场检测技术 湖南大学出版社

[3]超声回弹综合法检测混凝土强度试验研究李波 西安科技大学硕士学位论文

作者简介：

刘爱华，女，（1973－），山东日照人，工程师，青岛经济技术开发区建协工程质量检测站有限公司。

声速测量篇5

【关键词】超声波检测；灌注桩；无损检测

一、前言

结构混凝土在施工过程中常因各种原因产生缺陷,尤其是混凝土灌注桩,由于水下浇筑,工艺复杂,隐蔽性强,混凝土硬化环境及成型条件复杂,且混凝土由自重、自流密实更易产生空洞、夹杂物、局部疏松、缩径等各种桩身缺陷，对建筑的安全和耐久性构成严重的威胁。超声波检测是检测混凝土灌注桩桩身缺陷、评价其完整性的一种有效方法，当声波经混凝土传播后，它将携带有关混凝土材料性质、内部结构与组成的信息，准确测定声波经混凝土传播后各种声学参数的量值及变化，就可以推断混凝土的质量。

二、基本原理

超声波检测混凝土桩的基本原理与通常的混凝土超声波探伤的原理是一样的，即在桩的一侧通过发射探头将电能转换为机械能，发出超声波(频率在20kHz以上)穿透混凝土桩，然后在桩的另一侧，通过接收探头将此超声波接收后又还原为电信号，将此信号放大，即可在示波器上显示，声波的历时则由数码显示器给出，并可打印出数值。由于超声波所穿透的混凝土厚度(或距离)为已知，根据超声波脉冲发出和到达的时间，即可算出在混凝土中传播的声速(或纵波速度)。由声速可直接判断桩身混凝土的质量，混凝土愈密实，声速值愈大；相反，混凝土愈松散，或声波脉冲路径中有孔洞、裂缝或离析等，则声速就会减小，由此可以检验桩身混凝土的质量和完整性,检测方法如图1所示。

由此可见，超声波检测混凝土桩桩身质量和完整性的理论基础是根据弹性波波速与介质特性之间的关系，对于理想介质中的纵波的传播速度，则有：

式中 E――介质的弹性模量；

――介质的密度；

――介质的泊松比。

从实测的桩身材料的波速(或声时，即声波穿透的历时)，就可以推断所穿透介质特性的变化。所以，测定桩身材料的波速(或声时)，是超声波检测桩完整性和质量的主要依据。

此外，除了实测的波速(或声时)外，接收波的振幅和波形也很重要。大量试验结果表明，由于缺陷(孔洞，夹泥，离析等)的存在，界面增多，使声波产生诸多的反射、折射和散射，导致振幅的明显衰减。因此有时虽然实测的声速较高(或声时较短)，但如声波的振幅衰减很大，也不能判断为混凝土的强度(或弹性模量)很高，因为，这很可能是由于混凝土中粗骨料比例大(粗骨料的声速比砂浆的声速或混凝土的平均声速要大)；同样，有时在测试中，虽然声速(或声时)变化不大，但如果该处振幅衰减较大，也表明这里的混凝土质量较差。接收波的波形也是判断桩身质量的依据，如果接收的波形与发射波形完全不同，产生很大的畸变，或者接收不到波形，无法判读声时，都说明混凝土有缺陷

目前，在桩身质量检测中常用的声学参数为声速、波幅、频率以及波形。

声速：超声波在传播路径上遇到缺陷时，由于绕射，声时变长，从而声速降低。

（2）振幅(前波振幅)：超声波在缺陷界面上声阻抗差异显著，产生反射、散射和吸收，使接收波振幅显著降低。

（3）频率变化；一般情况下，混凝土强度越高接收频率也越高，反之，强度低，频率也随之下降。

（4）波形变化：有缺陷的混凝土其结构的连续性被破坏，使超声波在内部传播发生变化。直达波、绕射波．反射波等各类波相继被接收，由于这些波的频率、相位不同．在彼

此叠加时，会使正常的波形发生变化甚至出现畸变（图2、3）。

超声波检测桩身质量和完整性的方法，是以实测声时随深度变化曲线为主并辅以振幅和波形的变化，综合判断而得出结论。

三、工程实例

3.1实例一

某建筑工程一，在工程桩开始施工前，先做两组φ800 mm（桩长47 m）钻孔灌注桩作为静载荷试桩，编号分别为S1和S2。在对试桩进行静载荷试验前，先对其分别进

图2正常混凝土的接收波形 图3缺陷混凝土的接收波形行

超声波检测和低应变检测。超声波检测的声速-深度、幅值-深度曲线见图4。

由图4中可以看出试桩S1在桩底部46.0~47.0 m存在明显缺陷，声速仅为2 500 m/s（正常波速为4 000 m/s左右），幅值明显降低；试桩S2桩身质量完好。而从图5中来判断，这两根桩均无明显缺陷。其后对两组试桩进行了静载荷试验，其中由于S1第一次试验未达到设计要求，第一次试验后32 d对其进行了第二次静载荷试验。两组静载荷试验的结果如表1，静载荷试验Q-s曲线见图6。

表1试桩静载荷试验结果表

图6试桩静载荷试验Q~S曲线图

S1在近桩端1 m内混凝土存在比较严重的缺陷，结合超声波检测和静载荷试验曲线图6(a)的形态，很明显试桩S1桩端存在较厚沉渣。试桩S1在经过第一次试验后桩底沉渣已被压实，故在第二次试验时桩端承载力发挥作用，曲线形态与试桩S2桩身质量完好的试桩非常的相似，试桩S1承载力明显提高，而仅从低应变曲线中却无法判断出S1桩底部的缺陷。

3.2实例二

某建筑工程二，基础采用人工挖孔灌注桩，孔中干灌混凝土。桩径为1 200 mm，桩长6 m。成桩15 d后对其进行了超声波检测，1-1号桩AB剖面检测结果波列影像如图7，其余两个检测剖面形态基本相同。

从图7中可以看出，该基桩在距桩顶2.3 m以上波列出现明显异常，0 m～0.5 m处波速明显偏低（仅为3 600 m/s左右，而该桩下部正常混凝土的波速均在4 000 m/s以上），而幅值则基本正常；0.5 m～0.8 m处波速基本正常，但幅值明显降低；0.8 m～2.3 m处波列发生严重畸变，无法接受到完整的声波信号。查看施工日志发现，该桩在灌注到上部快要结束的时候，突然下暴雨，而施工方未能采取合理的措施。对该桩上部进行凿除处理，发现上部0 m～0.5 m砂浆多，粗骨料少；0.5 m～0.8 m处则正好相反，该处砂浆少，而大部分为粗骨料；0.8 m～2.3 m处则主要为粗骨料和砂子松散的堆积，少见水泥胶结。

四、结束语

（1）超声波检测法是检测混凝土内部质量的一种有效方法，它可以详细查明桩身内部混凝土质量的变化情况，具有较高的准确度和分辩率。

（2）超声波透视法能检测沿桩身长度的任意一个截面的质量，尤其对大桩径和超长桩，比低应变检测法反映桩基质量更细致、更精确。

（3）混凝土质量超声波检测的应用，为混凝土的质量处理提供了可靠的依据。

（4）对于桩身完整性的判断应结合工程地质情况、施工情况来综合判断，这样才能得出更接近实际情况的结论。

声速测量篇6

关键词：混凝土灌注桩，超声波，完整性判定

 

桩基础是一种重要的基础形式，由于桩基施工条件和工艺等因素，桩基产生缺陷的比例较大，对整个工程质量易造成严重的影响，甚至留下严重的隐患。

目前，桩基动测能较好地解决检测诊断桩基本身砼完整性问题。但是，桩基动测只能定性而不能定量的判断桩身缺陷。超声波是一种机械波，同时它又是弹性波测试方法中的一种，固体介质中弹性波的传播理论是它的理论基础。目前，国内外已普遍应用超声测试解决；研究砼构件凝结过程特征、探伤、测定混凝土的动弹性模量，评定混凝土桩和构件的匀质性，评定混凝土的参考力学强度。利用超声波测桩可以定量评定桩身质量。

1. 超声波检测灌注桩方法

超声波透射法检测灌注桩有以下三种检测方式：

1.1双孔测量

发射探头和接收探头分别置于两根管道中，超声脉冲穿过两管道之间的混凝土，超声波束从发射探头到接收探头所扫过的范围为有效测试面积。因此，必须使声测管的布置合理。

1.2单孔测量

钻孔取芯后形成一个检测孔道，采用单孔测量。超声波从水中及混凝土中分别绕射到接收探头，所得到的接收信号为水及混凝土中传播而来的信号叠加，分析这一叠加信号，并测出不同声通路的声时、波幅、频率等物理量，即可分析孔道周围混凝土的质量情况。

用这一方式进行检测时，必须进行波形分析，排除管中的混响干扰，测量较为困难，而且检测有效范围不大，当孔中有钢质套管时，则不能用单孔测量。

1.3桩外孔测量

当上部结构已施工，在桩内无法检测时，可在桩外的土层中钻一孔，埋入套管作为检测通道。在桩顶上置一较强功率的低频发射探头，超声脉冲沿桩身向下传播，增压式接收探头从桩孔中慢慢放下，超声脉冲沿桩身并穿过桩与测孔之间的土进入接收换能器，逐段测读各物理量，即可作为分析桩身质量的依据。同于超声脉冲在混凝土及土层中的衰减现象，这种方法的可检深度受仪器穿透能力的限制。

以上三种方式中，双孔测量应是基桩测量的基本形式，它要求在灌注混凝土以前即预埋检测管道，虽然增加了少量费用，但此管可一管多用，一举数得，并非浪费。免费论文。其它两种检测方式在检测结果的分析上较为困难，可作为特殊情况下的补救措施。

2. 钻孔桩内部缺陷与判断

2.1用声时判断缺陷的PSD判据

湖南大学吴慧敏教授提出一种新的判据形式，称为“相邻两测点间声时的斜率和差值的乘积判据”，该判据抛弃了声时值按正态分布的假定，即常用的数理统计方法求出平均声时t和标准差，以+2σ作为判据，凡声时t1＞+2σ测点视为缺陷的分析方法，而建立在这样的基础之上，即缺陷区超声传播介质的性质发生突变，因此声时值在缺陷区的变化规律是一不连续函数。至少在缺陷区的边界上，该函数斜率增大。当i处相邻两测点声时没有变化，判据Ci=0；当有变化时，由于Ci与（ti-ti-1）2成正比，Ci将大幅度提高。因此PSD判据对缺陷十分敏感。同时又可排除声测管不平行或混凝土不均匀引起声时变化等非缺陷因素的影响。凡是在判据值较大的地方，均作为疑问区，作进一步的细测。

2．2缺陷区空间定位——阴影重叠原则

采用超声脉冲法检测分为全桩扫测和有怀疑部位细测两步进行。扫测一般采用平测或高差25cm的斜测，步距25cm为宜，扫测只读声进值。

所谓细测判断，就是对声时增加，波形衰减的异常区将测点由25cm加密至10cm，在测读声时的基础上同时观察声波波幅，波形的变化，综合动用这些物理量找出缺陷区造成的专用阴影范围。即使用平测、双向斜测三组细测，阴影重叠区即为缺陷位置——称之为“阴影重叠原则”。

2．3缺陷区性质的确定

利用PSD判据对于夹层的判断及定位是准确的。对于蜂窝、孔洞、低强度区等局部缺陷定性误差较大，必须采用以下方法复核之。

2.3.1缺陷区声速法

利用以上缺陷空间定位方法确定缺陷面积后，可计算出缺陷区介质声速。

缺陷位于两声测管中间时应首先计算声波绕声速并与完好区混凝土声速比较，如绕射声速与好混凝土声速相符，则可确定声波以发生绕射，缺陷区为夹砂团的松散无强度的“孔洞”；如绕射声速小于好混凝土声速，则可确定声波从缺陷区内穿过，得出缺陷声速V后，参照表1确定缺陷性质。

表1 某工地混凝土声速分级标准

 

声速测量篇7

关键词：高速公路交通噪声预测模式应用

Abstract: noise pollution will cause great harm to the physical and mental health of residents. Beijing as a modern metropolis, lead in all directions overpass highway, everywhere, it is quite common for private cars. How the city of noise on the lives of the residents have no effect?? The highway traffic developed, densely populated North Sanhuan double area were measured, the measured results of highway traffic noise prediction model studied the application.Keywords: highway; traffic noise; prediction model; application

中图分类号：R126.9 文章标识码：A 文章编号：

1. 高速公路交通噪声预测概述

1.1高速公路交通噪声的来源

包括机动车发动机壳体的振动噪声、进气声、排气声、喇叭声、制动声以及轮胎与路面摩擦形成的噪声等。

1.2噪声测量

城市高速公路交通噪声通常是在离开交叉路口的高速公路交通干线上、人行道边进行定点高速公路交通噪声测量。测量用的传声器应安置在人行道边离地面高1.2米处,用声级记录器或噪声统计分析器连续测量15分钟,或用声级计慢档每5秒钟读取一个A声级瞬时值，连续读取200个数据，用统计方法计算统计声级Ln与等效声级Leq。根据各干线段测量后计算的结果,绘出全市高速公路交通干线噪声污染分布图。全市高速公路交通干线噪声平均值岧,可以用各干线段测得的声级Lk(Ln或Leq)和干线长度lk权平均求出：公式中l为全市干线的总长度；n为所取干线的总数；此外，也可在全市高速公路交通干线上,等距离选取200个测点，测点的距离依据全市高速公路交通干线总长度而定。每个测点按5秒的间隔，读取12个数据（A声级瞬时值），用全市测量的数据统一计算出统计声级Ln,标准偏差σ和等效声级Leq等。

1.3评价方法

高速公路交通噪声的评价有几种表示方法：

①百分声级。

②等效声级Leq。

③昼夜等效声级Ldn。

④噪声污染级Lnp。

⑤高速公路交通噪声指数TNI。

2.高速公路交通噪声预测模式的应用实例

2.1目的

噪声会对人体健康产生很大危害。北京作为一个现代化大都市，公路四通八达、立交桥随处可见、私家车司空见惯。城市噪声的情况如何?对居民生活有无影响？对此，我们选择了高速公路交通发达、居民密集的北三环双安地区进行了监测。

2.2方法及结果：

实验一:在海淀区北三环双安地区对噪声及车流量进行测量。在双安东侧的天桥上中间测量一分钟内的等效声级（Leq），以及对应一分钟内的车流量。车流量包括所有经过主路和辅路的各种车辆。实验结果：

图1：北三环双安地区一昼夜的噪声变化图

图1是北三环双安地区一昼夜的实测噪声变化图。从图中看出：昼间噪声集中在77分贝左右，比较稳定；而夜间变化很大，但平均值也约在72分贝，明显高于国家环境保护总局颁布的“城市区域环境噪声标准--GB3096-93”中的最高噪声标准中的第4类“昼间70分贝，夜间55分贝”的要求。因此可见该地区的马路噪声严重超标。

实验二:

为了探究马路噪声对路边居民生活的影响，我们在双安商场东侧海淀区青年公寓6层临街的一居民家中根据“城市区域环境噪声测量方法”中的规定进行连续24小时的室内整点噪声测量。

实验结果：图2是和图3分别是工作日和休息日的24小时整点噪声数据，以及噪声仪自动算出的昼间等效声级（Ld）、夜间等效声级（Ln）、昼夜等效声级（Ldn）的数据。

可以看出，工作日和休息日室内噪声的变化趋势基本一致。休息日的噪声在57.1dB—72.4dB之间,工作日在54.4 dB--64.8dB之间, 可见休息日的噪声变化比工作日还要大。另外从昼间等效声级、夜间等效声级以及昼夜等效声级这三个噪声指标来看，休息日均高出工作日2－3dB，因此可以说该地区休息日的噪声比工作日更大。

从24h整点的瞬间噪声最大值来看，休息日的昼间（6：00－22：00）整点最大噪声为105.0dB,夜间（22：00－6：00）为90.6dB；而工作日的对应值分别为81.8dB和72.3dB。可见休息日的昼间和夜间瞬间噪声均比工作日高，说明休息日的突发性噪声更大，不利于居民的周末休息。另外根据国家环保总局的城市区域环境噪声标准（GB 3096-93）规定， 可以看出休息日的夜间整点最大噪声超出国家标准35dB,工作日超出17dB,可见无论是休息日还是工作日都严重超标，而休息日更甚。更何况这只是从整点时刻的最大噪声来看，那么一整天的其它时刻还可能有更高的突发性噪声，这种突发性的夜间噪声严重影响居民休息。

图2： 7月30日（休息日）室内24h的整点噪声数据（Ld＝64.8dB Ln＝59.8dB Ldn＝67.2dB）

图3：8月3～4日（工作日）室内24h的整点噪声数据（Ld＝62.2dB Ln＝57.6dB Ldn＝64.8dB）

实验三:

为了探究居民楼要距离主干道多远才能保证居民不受噪声的危害，我们对北三环双安地区马路两侧不同距离的噪声进行了测量，以得到噪声与距离的关系。我们选择了联想桥南边农科院的试验田里进行了测量。在下午车流高峰期，依次从距路边0米到100米左右选取不同的点进行了三次测量。实验结果：图4是我们三次测得的距离与噪声的关系图。可以看出，三条曲线的趋势一致，反映出距离与噪声大体呈反比关系。综合三条曲线可以看出，在距离马路大约60米处，噪声减为60dB左右，刚好达到我国城市区域环境噪声标准中的居民区最高噪声标准昼间60dB的要求。因此得出结论：在像北三环这样的高速公路交通主干道周围建设居民住宅楼，必须距离主干道60米以上，才能保证居民受噪声的影响在国家标准之内，即安全噪声距离为60米。

鉴于此，我们考察了双安地区马路边的居民楼，发现在其中测量室内24h整点噪声的海淀区青年公寓距离马路约21米，那么测得夜间、昼间噪声均严重超标，也在所难免。双安商场对面偏东的双榆树东里1＃、21＃、22＃、23＃以及双榆树南里二区6＃等几栋居民楼距离马路仅10－15米之间，可以想象室内的噪声有多大。

图4 北三环双安地区距离与噪声的关系图。

4.结论及建议：

1. 北三环双安地区的高速公路交通噪声无论白天还是夜间均严重超标；该地区的居民楼距离马路太近，以致居民在室内也受噪声的严重影响，而休息日的噪声影响比工作日更严重。

2.噪声随着距离的增加而降低。而随着距离的增加，噪声的降低减慢，它们大体呈反比例关系。在该地区距离马路边约60米处噪声达到环境质量标准限值。

对于如何降低高速公路交通噪声的危害，我们提出如下建议：

1．道路两旁要种植有足够宽度的林带，以形成浓密的“绿墙”来减低噪声。

2．可以把家里的墙做得粗糙一些，多用木制家具和棉布质地的窗帘和地毯，或装隔音窗，来减小噪声。

3．车辆制造技术方面要关注公共汽车和大型货车的降噪设计。

4．研发并采用消除噪音的新型建筑材料和道路材料。

5．在居民区的高速公路交通主干道两侧安装声屏障。

6．在像北三环双安地区的高速公路交通主干道两侧建设住宅楼要在60米之外。

参考文献：

[1] 李子东.浅谈高速公路的生态绿化[J]. 山西交通科技. 2005(06)

声速测量篇8

关键词：超声波技术；混凝土强度；探伤。

前言：利用超声波检测混凝土的施工质量，不仅能换算出混凝土的强度，还能评价其匀质性及判定内部有无缺陷.近年来，国内外诸多学者从事混凝土超声波检测技术的研究，并取得了一定的成果。

1超声波技术应用于检验混凝土强度

利用超声波检测混凝土强度是混凝土无损检测中的一种方法。超声波可以检测混凝土的动弹性模量、强度、厚度及缺陷等，其中超声波检测混凝土缺陷的方法在许多国家已经形成了较为成熟的标准。

1.1 超声测强的理论基础

无限大固体介质中纵波的传播速度和固体介质的性质、密度、弹性模量以及泊松比有关。超声波在不同的物质中的传播速度是不同的，根据声时值t，测距L，由公式v=L/t可以先计算出声速值。再根据经验公式，便可计算出混凝土强度。由于混凝土是多相复合材料，其组成成份复杂，确切地分析出超声波在混凝土内部的传播路径及其影响因素十分困难。因此在计算超声声速值的时候, 一般把混凝土看成匀质的弹塑性材料，通过归纳统计, 建立强度与声速的关系曲线和经验公式, 作为超声测强的依据。

1.2 推定强度的方法

a.声速推断混凝土强度。超声波检测混凝土强度的基本依据就是声速值和混凝土的弹性性质有关，弹性模量越高，声速值越高。根据测得的不同的声速值，便可以推断混凝土的强度。我国采用的声速和强度之间的换算公式为fccu =AvB和fccu =AeBv两种经验公式，A和B为经验系数。

b.振幅推断混凝土强度。通过一个接收器，测量反射波的振幅，Ar表示发射振幅和反射振幅之间的比率，则强度和振幅之间的换算公式为:fc=cedAr(x)，fc为混凝土的抗压强度，c及d是和材料本身性质有关的常数。

1.3 超声波测强影响因素的研究现状

1.3.1原材料及配合比的影响

组成混凝土的原材料对超声波的影响是不可避免的，不同的原材料使得超声声速值有差异；即使同样的原材料，也因配合比的不同，产生各不相同的声速值。

a. 水泥品种影响。在早龄期的混凝土检测中，应该考虑水泥品种的影响， 对较长龄期的混凝土，水泥品种的影响可以忽略。

b. 矿物细掺料对超声速的影响。

c. 粗骨料的品种、粒径和含量的影响。

d. 砂率。

e. 配合比。 配合比不同，超声声速存在显著的差异。

1.3.2外部条件的影响

a. 龄期。在早龄期的混凝土中，声速值的增加大于混凝土强度的增加；随着龄期增加，声速的增长要小于强度的增加。

b. 养护方法。

c. 温度和含水率。

1.3.3其它条件的影响

a. 结构中钢筋的影响与修正。超声波在钢筋中的传播速度比在混凝土中的高1.2～1.9。因此，在检测含有钢筋的混凝土时，所得的超声声速值往往偏大， 应根据情况进行修正。

b. 混凝土中缺陷与损伤对测强的影响。如果混凝土中含有裂缝，就不能用超声波检测混凝土的强度。

2超声波技术应用于探伤

由于超声波像其它形式的波动一样存在着波的干涉，以及在遇到障碍物时发生的绕射、反射和折射等现象，所有这些传播规律都决定了其在混凝土等一类组分复杂的非匀质材料中的特有的传播特性。由于超声波在混凝土中传播时的衰减非常大，频率越高，衰减越快，因此在混凝土结构检测中一般选用低频超声波。对于用来检测混凝土内部缺陷，频率在 50～200kHz范围内比较合适。

在沥青混凝土材料损伤检测中引入声波测试技术， 一般采用RSM2SY5非金属声波测试仪，试样均为圆柱形(直径100mm ，高度不等)，平面换能器的布置为垂直穿透法(发射和接受探头分别位于试样上下底面)。

试验结果表明:沥青混凝土损伤与超声波速降低之间具有较好的相关性。

1) 沥青混凝土疲劳强度试验过程中声速变化能很好地反映出其损伤过程。

2) 用空隙比变化来表征沥青混凝土的损伤。在工程实际中用声速的变化来评价沥青混凝土在受载情况下产生的损伤程度简便无损又便于原地试验，所以在工程中应用超声波速的降低来估测损伤具有较大的实际意义。

3) 采用超声波技术检测沥青混凝土裂缝深度, 结果可靠. 可尝试应用于沥青混凝土路面裂缝的检测, 为定量评价路面早期损坏程度提供依据。

3建议与展望

(1)目前的混凝土超声波检测多为缺陷与强度检测，宜大力开展混凝土耐久性预测及已建混凝土结构损伤程度检测等新的检测内容。

(2)混凝土无损检测具有检测面积大、处理数据多等特点，一般的逐点检测难于满足工程要求，透射波扫描技术可大大提高检测速度，应积极开展这方面的研究工作，并将重点放在仪器的研究方面。

(3)超声波层析成像技术的应用大大提高了混凝土检测精度，目前的超声波成像多为二维走时成像，这与实际情况不符，工程中混凝土内部的缺陷体多为三维形体，超声波在其内部传播的射线路径也为三维空间弯曲射线，用二维形体代替三维形体其正演计算会带来较大的误差，应进行三维成像才能更准确确定缺陷体的空间形态，也才更符合工程实际；目前的混凝土超声波检测仪器多为一发一收或一发双收，满足不了成像观测的要求，宜尽快开发出一发多收的超声波检测仪器；试验表明：超声波穿过混凝土内部酥松区等某些缺陷体时，其振幅的变化比走时的变化更为明显，故应开展衰减(吸收)成像方面的研究，用衰减(吸收)系数与走时双参数进行成像，进一步提高其检测的可靠性。

(4) 将超声波检测方法与其他检测方法结合，互相取长补短，用综合检测的方法可得到较好的效果。

参考文献：

[1] 《新编混凝土无损检测技术》编写组.新编混凝土无损检测技术(应用新规范) [M].北京：中国环境出版社，2002.

[2]虎振宏.利用超声波检测混凝土强度的研究[J]平顶山师专学报，2002，17(5): 59260.

[3]吴慧敏.结构混凝土现场检测新技术[M].长沙：湖南大学出版社，1987.

[4]吴新璇.混凝土无损检测技术手册[M].北京：人民交通出版社，2003.

[5]陈凡，徐天平、陈久照等.基桩质量检测技术[M ].北京：中国建筑工业出版社，2003.