低应变题库Word下载.docx

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4）信号不应失真和产生零漂，信号幅值不应超过测量系统的量程。

10、对于锤击式预应力管桩，在进行低应变完整性检测时，除了常规需要收集的信息外，尚应特别注意收集哪些信息便于对采集数据进行分析认识？

应查阅本工程桩的施工资料，详细了解桩的施工顺序，核准桩机型号、锤重、落距和贯入度；

管桩长度及接桩情况。

11、简述应力波反射法的原理。

反射波法是采用低能量瞬态激振方式在桩顶激振，实测桩顶部的速度时程曲线，通过波动理论分析或频域分析，对桩身完整性进行判定的检测方法。

反射波法能检测桩身混凝土的完整性，判定桩身缺陷的程度和位置。

反射波检测原理图

反射波法测桩的示意图如上图所示，其基本原理为：

用锤或力棒等激振设备激励桩头，所产生的应力波将沿着桩身向下传播，在传播过程中，如遇到波阻抗界面，将产生声波的反射和透射。

应力波反射和透射能量的大小取决于两种介质波阻抗的大小。

由波动理论可知，当应力波遇到断裂、离析、缩颈及扩底时，由于波阻抗变小，反射波与入射波初动相位同相；

当应力波遇到扩颈、扩底时，波阻抗变大，反射波与入射波的初动相位反相。

结合振幅大小、波速高低、反射波到达时间等可对桩的完整性、缺陷程度、位置等作出综合判断。

12、在低应变完整性检测时，如果根据桩底信号判断，桩的波速明显偏高，且超出常识范围。

这时，这个桩的实际桩长可能有什么样的偏差？

如果根据桩底信号判断，桩的波速明显偏高，超出常识范围，说明这个桩的实际桩长较短或出现断桩。

13、对于砼实心桩，当检测点距桩中心点多远处时，所受干扰相对较小；

对空心桩，当检测点与激振点平面夹角约为多少度时也有类似效果？

实心桩，检测点在距桩中心约2/3半径R时，所受干扰相对较小；

空心桩，检测点与激振点平面夹角等于或略大于90度时，所受干扰相对较小。

14、低应变方法适用于哪些方面？

适用于检测混凝土桩的桩身完整性，判定桩身缺陷的程度及位置

15、当采用低应变法时，受检桩混凝土强度要至少达到什么值才能进行？

当采用低应变法或声波透射法检测桩身完整性时，受检桩的混凝土强度至少达到设计强度的70％，且不应低于15MPa。

16、低应变完整性检测时，根据时域信号，什么样的桩可以判为Ⅲ类桩？

有明显缺陷反射波，其它特征介于Ⅱ类和Ⅳ类之间

17、低应变完整性检测时，对桩顶面有什么要求？

1）桩头的材质、强度、截面尺寸应与桩身基本等同。

2）桩顶面应平整、密实，并与桩轴线基本垂直。

18、对于嵌岩桩，桩底时域反射信号为单一反射波且与锤击脉冲信号同向时，要怎么办？

对于嵌岩桩，桩底时域反射信号为单一反射波且与锤击脉冲信号同向时，应采取其他方法核验桩端嵌岩情况。

19、出现什么情况时，桩身完整性判定宜结合其他检测方法进行？

1）实测信号复杂，无规律，无法对其进行准确评价。

2）桩身截面渐变或多变，且变化幅度较大的混凝土灌注桩。

20、低应变完整性检测时，如果出现与锤击脉冲信号同向的反射波时，一般是低阻抗反射？

还是高阻抗反射？

桩身某处截面波阻抗降低（如夹泥、离析、蜂窝、洞、缩颈甚至断裂），表现为反射波与入射波相位相同。

21、桩身阻抗是什么意思？

一般低阻抗对应的是否是缺陷？

阻抗Z=EA/C=AC

式中E:

弹性模量，C:

波速，A:

截面积，:

密度

低阻抗对应的并不一定是缺陷，如摩擦桩的桩底、桩周土层由强变弱等，都会产生同相反射波。

22、低应变完整性检测时，传感器安装耦合剂有什么要求？

用耦合剂粘结时，应具有足够的粘结强度，并尽可能薄。

23、低应变完整性检测时，激振点应避开哪些影响？

激振点应避开钢筋笼的主筋影响，以免其对测试信号产生干扰。

激振点还应避开浮浆、疏松、裂纹等缺陷部位。

24、桩身缺陷位置应如何计算？

桩身缺陷位置应按下列公式计算：

式中x——桩身缺陷至传感器安装点的距离（m）；

Δtx——速度波第一峰与缺陷反射波峰间的时间差（m）；

c——受检桩的桩身波速（m/s），无法确定时用cm值替代；

Δf′——幅频信号曲线上缺陷相邻谐振峰间的频差（Hz）

25、低应变完整性检测时，是否应该设置滤波？

应该尽量不设置滤波，只有在信号比较复杂时需要设置适当的滤波参数，因为滤波参数设置不当，可能会将缺陷信号滤掉。

26、施工后对各种方法的检测顺序JGJ-106-2003规范中有什么要求？

施工后，宜先进行工程桩的桩身完整性检测，后进行承载力检测。

当基础埋深较大时，桩身完整性检测应在基坑开挖至基底标高后进行。

27、JGJ-106-2003规范中，对于柱下三桩或三桩以下承台的混凝土桩的桩身完整性检测的抽检数量有什么规定？

柱下三桩或三桩以下的承台抽检桩数不得少于1根。

28、低应变完整性检测时，其有效检测桩长范围应如何确定？

在我国，若排除其他条件差异而只考虑各地区地基条件差异时，桩的有效检测长度主要受桩土刚度比大小的制约。

具体工程的有效检测桩长，应通过现场试验，依据能否识别桩底反射信号，确定该方法是否适用。

29、低应变完整性检测时，激振锤的激振方向应沿什么方向？

激振方向应沿桩轴线方向。

30、为获取较好的桩身下部缺陷反射信号宜用宽脉冲还是窄脉冲？

宽脉冲

31、为获取较好的桩身上部缺陷反射信号宜用宽脉冲还是窄脉冲？

窄脉冲

32、当基础埋深较大时，桩身完整性检测应在什么时候进行？

当基础埋深较大时，基坑开挖产生土体侧移将桩推断或机械开挖将桩碰断的现象时有发生，此时完整性检测应等到开挖至基底标高后进行。

（二）超声波检测现场考核应知应会题库

1、灌注桩成桩质量通常存在哪两方面的问题？

灌注桩成桩质量通常存在两方面问题：

一是属于桩身完整性，常见的缺陷有夹泥、断裂、缩径、扩径、混凝土离析及桩顶混凝密实性较差等；

二是嵌岩桩，影响桩底支承条件的质量问题，主要是灌注桩混凝土前清孔不彻底，孔底沉淀厚度超过规定极限，影响承载力。

2、总结声波透射法的优缺点。

优点：

对缺陷判断较为直观，

缺点：

需要预埋声测管，成本较高

3、简述声波透射法检测混凝土缺陷的基本依据。

采用超声脉冲检测混凝土缺陷的基本依据是，利用脉冲波在技术条件相同（指混凝土的原材料、配合比、龄期和测试距离一致）的混凝土中传播的时间（或速度）、接收波的振幅和频率等声学参数的相对变化来判定混凝土的缺陷。

当有空洞或裂缝存在时，便破坏了混凝土的整体性，超声脉冲波只能绕过空洞或裂缝传播到接收换能器，因此传播的路程增大，测得的声时必然偏长或声速降低。

另外，由于空气的声阻抗率远小于混凝土的声阻抗率，脉冲波在混凝土中传播时，遇到蜂窝、空洞或裂缝等缺陷，便在缺陷界面发生反射和散射，声能被衰减，其中频率较高的成分衰减更快，因此接收信号的波幅明显降低，频率明显减小或频率谱中高频成分明显减少。

再者经过缺陷反射或绕过缺陷传播的脉冲波信号与直达波信号之间存在声程和相位差，叠加后互相干扰，致使接收信号的波形发生畸变。

4、声波检测仪应符合那些技术性能？

1）具有实时显示和记录接收信号的时程曲线以及频率测量或频谱分析功能。

2）声时测量分辨力优于或等于0.5μs，声波幅值测量相对误差小于5%，系统频带宽度为1～200kHz，系统最大动态范围不小于100dB。

3）声波发射脉冲宜为阶跃或矩形脉冲，电压幅值为200～1000V。

5、声波透射法所用检测仪器及换能器有哪些主要技术指标？

各在什么范围？

声波检测仪应符合下列要求：

声波发射与接收换能器应符合下列要求：

1）圆柱状径向振动，沿径向无指向性；

2）外径小于声测管内径，有效工作面轴向长度不大于150mm；

3）谐振频率宜为30～50kHz；

4）水密性满足1MPa水压不渗水。

6、简述径向换能系统延时的来源及其标定方法。

来源：

仪器信号由发射端发出经过信号线至发射探头，再由接收探头接收后传到仪器的过程中会产生一定的延时。

标定方法：

将发射，接收换能器平行悬于清水中，逐次改变点源距离并测量相应声时，中心间距从400mm左右开始逐次加大，测量点不应少于5个点，将所有测点的参数通过作图或线性回归的方式（线性回归的时距曲线：

t=t0+b*l）计算，拟合直线与时间轴的交点，即为系统延时t0

7、采用声波透射法检测基桩时，预埋检测管应注意哪些问题？

1）声测管内径宜为50～60mm。

2）声测管应下端封闭、上端加盖、管内无异物；

声测管连接处应光滑过渡，管口应高出桩顶100mm以上，且各声测管管口高度宜一致。

3）应采取适宜方法固定声测管，使之成桩后相互平行。

8、声测管埋设应注意哪些要点？

声测管埋设数量应符合下列要求：

1）D≤800mm，2根管。

2）800mm＜D＜2000mm，不少于3根管。

3）D＞2000mm，不少于4根管。

式中D——受检桩设计桩径。

9、为什么大直径灌注桩不宜选用塑料管做声测管？

考虑到大直径灌注桩混凝土的水化热作用及钢筋笼安放和混凝土浇注过程中存在较大的作用力，容易造成检测管变形、断裂，从而影响检测工作的顺利进行。

因此，声测管不宜选用塑料管做声测管。

声测管管壁太薄或材质较软时，混凝土灌注后的径向压力可能会使声测管产生过大的径向变形，影响换能器正常升降，甚至导致试验无法进行，因此要求声测管有一定的径向刚度，如采用钢管、镀锌管等管材，不宜采用PVC管。

由于钢材的温度系数与混凝土相近，可避免混凝土凝固后与声测管脱开产生空隙。

10、对于桩径小0.6m的灌注桩，声波透射法不适用，为什么？

当桩径小于0.6m时，声测管的声耦合误差使声时测试的相对误差增大，因此桩径小于0.6m时应慎用本方法；

11、某桩径为0.8m的灌注桩，埋设3根声测管，声测管在桩中的位置，基本等分桩的圆周。

请问：

声波透射法检测时有没有“盲区”？

有盲区。

盲区部位在桩的中心部位和钢筋笼外侧。

12、声波透射法测桩时，如何选择换能器的工作频率、发射电压、埋管数量、测点点距等技术参数？

换能器谐振频率宜为30～50kHz；

发射电压宜为20-1000V

1D≤800mm，2根管。

2800mm＜D＜2000mm，不少于3根管。

3D＞2000mm，不少于4根管。

测点间距不宜大于250mm

13、声波透射法有哪几种检测方法？

简述不同方法的特点、用途。

检测方法：

水平同步平测、等差同步斜测、扇形扫测

平测法速度快、效率高，可作为是否存在缺陷的初步判断依据，但平测的准确性降低，对于缺陷范围及其严重程度进行判定时，应至少结合斜测、扇形测试中的一种方法，用声阴影法加以综合判定。

14、简述声波透射法检测前的准备工作。

1）采用标定法确定仪器系统延迟时间。

2）计算声测管及耦合水层声时修正值。

3）在桩顶测量相应声测管外壁间净距离。

4）将各声测管内注满清水，检查声测管畅通情况；

换能器应能在全程范围内升降顺畅。

15、声波透射法检测中，要求声测管中应注满清水，请说明原因。

如果是泥桨，有何影响？

因声测管中的泥桨将明显甚至严重加大声波衰减和延长传播时间，给声波检测结果带来误差。

16、声波透射法测桩质量，可用于判别混凝土缺陷的基本物理参量有哪些？

说明其相关关系？

声时，超声波在混凝土中传波的速度。

当超声波在传播过程中遇到混凝土缺陷时将产生绕射，此时超声波在混凝土中传播的时间加长，计算出的声速也降低。

一般来说声速指标比较稳定，重复性好，数据有可比性，但对桩身缺陷反应不够敏感。

波幅，超声波在缺陷界面产生反射、散射，使能量衰减，波幅降低。

采用波幅对缺陷判断时，要求波幅值有可比性。

即仪器发射电压、采样频率等测试参数不变，测距相同，测试角度相同，这样的测试数值才有可比性。

波幅变化受表面耦合状态的影响较大，因此应保持传感器与混凝土灌注桩之间有良好的耦合状态。

波幅变化对桩身缺陷的反应就比较很敏感。

主频（或频谱）：

超声脉冲是复频波，具有多种频率成分，当它穿过混凝土后，各频率成分在遇到缺陷时衰减程度不同，高频部分比低频部分衰减快，因而使接收信号的主频率向低频端漂移。

波形畸变：

由于超声脉冲在缺陷界面反射和折射，形成波线不同的波束，这些波束由于传播路径不同，或由于界面上产生波型转换而形成横波等原因，使得到达接收换能器的时间不同，因而使接收波成为许多同相位或不同相位波束的叠加波，导致波形畸变。

17、常见缺陷在超声波测试信号中的特性有哪些？

声速降低，幅度降低，主频衰减快，波形畸变

沉渣是松散介质，导致波速与波幅均剧烈下降，通常在桩底出现；

端承桩尤其需要注意。

夹泥：

导致波速与波幅均下降，如果声测管周围包裹泥巴，则下降剧烈，且会影响两个面。

离析：

1）只有粗骨料，波速则有可能提高（石块中波速高），波幅降低（反射、散射多）；

只有细骨料，波速降低，波幅则有可能升高。

2）波速与波幅均降低，波形畸变。

3）离析+夹泥：

波速与波幅均降低，波形畸变，且局部夹泥部位波速低至2000左右。

浅部松散：

声学参数桩顶缓变，若缓变到某一界限，其以上部位应该截桩。

断桩：

三个检测面波速与波幅均剧烈下降，且经过斜测后发现缺陷断面处无正常区域。

18、解释声波透射法的PSD判别法。

PSD法是基于缺陷处声时的变化引起声时深度曲线的斜率明显增大，而声时差的大小又与缺陷程度密切相关，因此两者对缺陷的反映更加明显，即

式中ti—第i个测点声时值（μs）;

ti-1—第i－１个测点声时值（μs）;

zi—第i个测点深度（m）;

zi-1—第i－l个测点深度（m）。

19、检测管不平行时，如何判断缺陷及其位置？

采用斜率法作为辅助异常判据，当PSD值在某测点附近变化明显时，应将其作为可疑缺陷区。

20、PSD判据的优点是什么？

对缺陷的反映更加明显；

不受声测管不平行的影响

21、PSD判据的基本原理是什么？

为什么要对斜率加权？

原理参考18题。

对斜率加权是为了放大声时对缺陷的反映

22、简要说明概率法存在哪些问题，在哪些情况下可能导致误判或漏判？

如何解决？

当混凝土匀质性较差时，声参量变化较大时，标准差大，计算的临界值小，会产生漏判；

——加大样本量

当测点中出现异常大或小的声参量值时，标准差也会很大，导致漏判。

——剔除异常点

当声测管不平行时，概率法将无法使用。

——使用PSD判据

当混凝土质量较差，但匀质性较好时，声参量变化较小但均低于低限值，此时会产生误判。

——使用低限值

23、确定声速异常临界值判据中临界值的基本原理是什么？

声速临界值的确定基于概率法，即无缺陷的混凝土声速测值虽因其本身的不均匀性造成一定的离散性，但符合正态分布；

由缺陷造成的低声速值-异常值不符合正态分布,因此，确定临界值时必须采用正常混凝土的声速平均值及标准差

24、灌注桩某处离析，造成粗骨大量堆积。

声波、幅值有何变化？

为什么？

声波波速变大，因为粗骨料密度较大，声速变高。

幅度值降低，因为反射面较多，衰减变大。

25、什么叫衰减？

产生衰减的原因是什么？

声波在介质中传播过程中，其振幅将随传播距离的增大而逐渐减小，这种现象称为衰减。

声波在介质的传播中，因吸收、散射、扩散而衰减

声波衰减的大小及其变化不仅取决于所使用的超声频率及传播距离，也取决于被检测材料的内部结构及性能

26、什么叫超声波声场？

反映超声波声场特征的重要物理量有哪几个？

什么叫声压、声强、声阻抗？

充满声波的空间称为声场。

声压、声强、声阻抗率是表述声场的几个重要的物理量，成为声场特征量。

声压是指声场中某一点，在某一瞬时所具有的压强与没有声场存在时同一点的静态压强之差。

声波在介质中传播时，介质中每一点的声压随时间、距离而变化。

声强是指在垂直于声波传播方向上，单位面积、单位时间内通过的声能量。

在声学中，把介质中某点的有效声压对质点振动速度的比值称为声阻抗率，以符号Z表示。

27、在同一根桩的检测中，不同剖面的检测，声波发射电压和仪器设置参数是否应保持不变？

应保持不变，以保持各剖面各声参量的可比性。

28、JGJ106-2003规范要求不同的桩径需埋设不同数量的声测管，具体的要求是什么？

1）D≤800mm，2根管。

2）800mm＜D＜2000mm，不少于3根管。

3）D＞2000mm，不少于4根管。

29、声波透射法检测中，发射和接收换能器以相同标高提升，每次提升间距为多少？

不宜大于250mm

30、超声波法检测的适用范围是什么？

适用于已预埋声测管的混凝土灌注桩桩身完整性检测，判定桩身缺陷的程度并确定其位置。

31、声测管及耦合水的声时修正值计算公式是什么？

声测管及耦合水层声时修正值按下式计算：

（7）

式中：

d1——声测管外径（mm）；

d2——声测管内径（mm）；

d′——换能器外径（mm）；

vt——声测管材料声速（km/s）；

vw——水的声速（km/s）；

t′——声测管及耦合水层声时修正值（μs）。

对钢质声测管，波速一般可取5800m／s；

20°

C时水的声速可取1480m/s。

32、声波检测PSD判据的计算公式是什么？

式中：

PSD——声时-深度曲线上相邻两点连线的斜率与声时差的乘积（μs2/m）；

tci（j）——第j检测剖面第i声测线的声时（μs）；

tci-1（j）——第j检测剖面第i-1声测线的声时（μs）；

zi——第i声测线深度（m）；

zi-1——第i-1声测线深度（m）。

33、超声波在传播中衰减的主要3个类型是什么？

吸收衰减、散射衰减、扩散衰减

34、超声波检测要求受检砼强度至少达到设计强度的百分之多少？

70%，且不低于15MPa

35、当一根桩有6根声测管时需检测几个剖面？

15个

36、超声波检测发射换能器的谐振频率一般为多少？

30-50kHz

37、声波透射法检测到可疑测点时，采用哪些检测方式进一步确认？

加密测试，斜测，扇形扫描

38、声波检测当使用斜测法时，两个换能器的中点连线与水平面的夹角不宜大于多少度？

不宜大于45度

39、JGJ106-2003规范中规定桩身完整性的检测方法有哪几种？

静载（抗压，抗拔，水平），钻芯法，低应变法，高应变法，声波透射法。