超聲法

聲波在均勻的固體介質(zhì)中傳播時，特別是在金屬中定向傳播過程中，實際上并沒有什么衰減，而在金屬與空氣界面上則幾乎全被反射回來。這就是利用聲波來檢測金屬零部件均勻性和零件內(nèi)是否有氣孔、裂縫、鑄造等缺陷的物理基礎(chǔ)。而混凝土超聲探測亦是根據(jù)這一原理來研究混凝土的結(jié)構(gòu)形態(tài)。目前比較成功的方法有以下幾種類型：
1.用超聲波通過混凝土來判斷混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的方法，叫透射法或穿透法；
2.用聲波所產(chǎn)生的回波信號來研究混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)及裂縫位置及波速叫反射法；
3.用聲波的界面滑行波來研究巖體的下伏界面速度及界面位置的方法叫折射法；
4.用鉆孔來了解混凝土內(nèi)波速及結(jié)構(gòu)特征隨深度的變化，稱為孔中測定法。

下面分別介紹各種方法工作的特點及使用條件．

〔Ⅰ〕透射波（直達波）法：

混凝土超聲波透射法，是一種簡單而效果又是最好的探測方法．采用透射法發(fā)收、換能器機－電，電－機轉(zhuǎn)換效率高，因而在混凝土中的穿透能力相對較強，傳播距離相對較長，可以擴大探測范圍。透射波法可以獲得較反射波法大幾倍，較折射波法大幾十倍的能量，因而波形單純、清楚、干擾較小，初至清晰，各類波形易于辨認。透射波法要求發(fā)射探頭和接受探頭之間的距離必須能夠準確丈量，否則計算出來的誤差值較大，反而影響了測量的精度。當被測對象較破碎，或存在張裂縫時巖體對聲波的衰減系數(shù)較大，以及做大距離測試，可采用錘擊法。這時接收仍可采用單片彎曲式換能器接收，其諧振頻率以10千赫左右為宜。因為在混凝土上加板的激發(fā)頻率主頻約在數(shù)千赫。鑒于這時所測聲時值較大，發(fā)射到接收的系統(tǒng)延時值在數(shù)微秒，可忽略，故不再計較t0的值。

〔Ⅱ〕反射波（回波）法
用發(fā)射、接收換能器檢測混凝土質(zhì)量。超聲波在混凝土中傳播時，所遇到的每個波阻抗面上，都將發(fā)生反射、透射現(xiàn)象，在有幾個波阻抗面存在時，則在每個界面上都將發(fā)生反射和透射。這樣我們在混凝土表面上可以觀測到一系列依次到達的反射波.   反射波的強度不僅與入射波的強度有關(guān)外，而且決定界面的反射系數(shù)，即決定兩種介質(zhì)的聲阻抗。聲波在介質(zhì)中傳播過程中，由于波前的發(fā)散作用和凝滯及阻尼等吸收作用，波內(nèi)稀疏部分與壓縮部分中間之熱傳導及輻射，以及反射波形成過程中都會使入射波的振幅隨著傳播的距離增加而迅速衰減，在均勻同性介質(zhì)中，振幅隨距離按指數(shù)規(guī)律衰減。在各向異性介質(zhì)中,振幅一方面要隨距離衰減外，而且隨著節(jié)理、層理、界面曲率、混凝土結(jié)構(gòu)的破碎程度、裂縫的寬度和長度及與波傳播的方向等因素有關(guān)，無一定規(guī)律的衰減，在計算時，這要看諸影響因素中起主導作用的是什么，抓住主要矛盾，再考慮其它因素。混凝土不均勻或者由界面破碎等波阻抗面的不同所造成的反射波，當波阻抗面距離小于波形振動的延續(xù)面時，則往往造成兩個波形振動帶的干涉使之產(chǎn)生疊加，反射波多層薄層分辯率最好的位置是在發(fā)射探頭附近，發(fā)射和接收探頭距離過大，則往往使之淺層反射波振動帶來嚴重干擾下層的反射波，這時超聲波形圖將是及其復雜而無法分辨的。因此，在應用反射法時應注意以下幾個問題：
①接收探頭應盡量靠近發(fā)射探頭，因為這時波具有穩(wěn)定的強度和一致的波形，這使得反射波容易追蹤。
②在發(fā)射探頭附近的測區(qū)內(nèi)，反射波法可以分辨界面相距較近的反射波。并且干擾最小。
③觀測點距離發(fā)射探頭不遠時，反射波射線在方向上接近于反射面的法線。因此上部混凝土中間分界面上折射的影響大大減少，這樣就便于認識波形和提高解釋的精度。

〔Ⅲ〕折射法
適用于表層混凝土有損傷

〔Ⅳ〕需要預先埋管或鉆孔