基于電磁反射法的混凝土節(jié)理檢測(cè)原理及其新發(fā)展

陳家瑞 彭寧波 邵婷悅 張煜珩 范相龍

【摘 要】由于混凝土工程具有隱蔽性，其質(zhì)量問(wèn)題往往難以直接監(jiān)測(cè)。為了保證工程質(zhì)量，需要對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)，以確保工程的安全性。隨著科技的發(fā)展，一些不破壞混凝土結(jié)構(gòu)的檢測(cè)方法被提了出來(lái)。電磁反射法作為其中的一種無(wú)損檢測(cè)手段在工程實(shí)踐中得到了良好的應(yīng)用。文中對(duì)電磁發(fā)射法的基本原理與技術(shù)做了分析，并分析了其應(yīng)用前景。

【關(guān)鍵詞】無(wú)損檢測(cè)；混凝土；電磁傳播；介電常數(shù)

中圖分類號(hào)：TU18 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2018）33-0068-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.33.030

【Abstract】Because of the concealment of concrete engineering， its quality problems are often difficult to monitor directly. In order to ensure the quality of the project， it is necessary to detect the concrete structure to ensure the safety of the project. With the development of science and technology， some testing methods that do not damage the concrete structure have been put forward. As one of the non-destructive testing methods， electromagnetic reflection method has been well applied in engineering practice. The basic principle and technology of electromagnetic launch method are analyzed， and its application prospect is analyzed.

【Key words】Nondestructive testing； Concrete； Electromagnetic propagation； Dielectric constant

0 引言

混凝土是當(dāng)今一種被廣泛使用的重要建筑材料[1]?；炷恋馁|(zhì)量受各種因素的影響，如成分，工藝，環(huán)境，攪拌，成型和固化，并不能保證混凝土質(zhì)量的一致性。由于混凝土工程屬于隱蔽工程，其質(zhì)量的檢測(cè)一直是一件困難的事情，在歷史上有很多因混凝土質(zhì)量不合格造成的重大事故。隨著科技的發(fā)展，無(wú)損檢測(cè)作為一種有效的檢測(cè)技術(shù)在混凝土缺陷檢測(cè)方面開(kāi)始得到應(yīng)用[2-4]。

電磁檢測(cè)技術(shù)就是以電磁波作為探測(cè)介質(zhì)，根據(jù)電磁波在介質(zhì)中傳播時(shí)，對(duì)材料、結(jié)構(gòu)、節(jié)理等因素的不同反應(yīng)而研發(fā)的一種無(wú)損探測(cè)手段。物體的電磁特性會(huì)對(duì)電磁波造成較大的影響，因此電磁探測(cè)技術(shù)主要被用來(lái)探測(cè)被測(cè)物體的結(jié)構(gòu)組成、內(nèi)部節(jié)理等特性，如道路下空洞、裂隙，建筑裂隙等?？梢灶A(yù)判空洞、裂隙、損傷的位置、范圍，為安全性判斷、維修提供幫助。電磁探測(cè)技術(shù)的最大探測(cè)深度可達(dá)10m，并且分辨率能夠得到較高的保證。[5-6]

1 電磁反射法檢測(cè)原理

電磁反射法是一種利用電磁信號(hào)在不同介質(zhì)接觸面發(fā)生反射的特性來(lái)進(jìn)行介質(zhì)檢測(cè)的方法。通過(guò)一個(gè)發(fā)射器將特定屬性的電磁波束發(fā)射出去，穿過(guò)介質(zhì)表面，通過(guò)接收介質(zhì)中發(fā)射回來(lái)的電磁信號(hào)來(lái)分析介質(zhì)中的情況[7-9]。

1.1 電磁波的傳播原理

電磁反射法探測(cè)是利用電磁波在介質(zhì)中傳播的原理進(jìn)行檢測(cè)工作的。在檢測(cè)開(kāi)始時(shí)，由檢測(cè)設(shè)備的電磁波發(fā)射天線（Tx）將特定的電磁波束發(fā)射到介質(zhì)中，當(dāng)介質(zhì)為均一介質(zhì)時(shí)，電磁波的運(yùn)行路線是直線傳播，但遇到其其他介質(zhì)表面（存在較大電性差異）后，會(huì)發(fā)生反射和入射現(xiàn)象，其中反射波傳回地面后被探測(cè)設(shè)備中的接收天線（Rx）接收。除了反射波意外，沿介質(zhì)表層傳播的直達(dá)波也會(huì)被接收天線捕捉，檢測(cè)設(shè)備會(huì)同時(shí)記錄下反射波和直達(dá)波[8]。

3 混凝土結(jié)構(gòu)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)前景

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們?cè)絹?lái)越重視建筑物的安全，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量的要求越來(lái)越高。中國(guó)的混凝土測(cè)試技術(shù)有了很大的改進(jìn)，但由于中國(guó)混凝土無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的研究和應(yīng)用較晚，發(fā)展仍然不足，混凝土的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)尚未被廣泛引用。然而無(wú)損檢測(cè)不同于一般方法，它不會(huì)破壞混凝土結(jié)構(gòu)，而是通過(guò)借助檢測(cè)信號(hào)來(lái)進(jìn)行的，通過(guò)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)得出的判別參數(shù)是定量的，比常規(guī)定性描述更為精確。因此，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用越來(lái)越受到業(yè)界的認(rèn)可，并逐漸普及。另外，在對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)在綜合考慮好實(shí)際情況的基礎(chǔ)上合理選擇相應(yīng)的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，從而保證最終檢測(cè)效果能真正符合實(shí)際需要。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著國(guó)家的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人民生活水平的提高，以及建筑業(yè)的監(jiān)管，檢查越來(lái)越嚴(yán)格，建筑的質(zhì)量要求也越來(lái)越高。尤其是現(xiàn)階段，國(guó)家的基礎(chǔ)建設(shè)快速發(fā)展，城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快的時(shí)刻，越來(lái)越多的高性能混凝土被用到橋梁、房屋、地下設(shè)置等建筑物中，這對(duì)衛(wèi)生檢測(cè)技術(shù)提出了新的要求。無(wú)損檢測(cè)技術(shù)可以檢測(cè)隱蔽工程，在獲得較高進(jìn)度參數(shù)的同時(shí)，又不破壞混凝土本身，具有巨大的優(yōu)勢(shì)。可以在工程中廣泛的應(yīng)用。無(wú)損檢測(cè)技術(shù)較多，電磁反射檢測(cè)法作為其中具有優(yōu)勢(shì)的一種方法，已經(jīng)被大量應(yīng)用。但也存在需要一些局限需要我們繼續(xù)完善。

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