聲學參數與混凝土質量的關系

結構混凝土在施工過程中常因各種原因產生缺陷，尤其是混凝土灌注樁，由于施工難度大，工藝復雜，隱蔽性強，硬化環境及混凝土成型條件復雜，更易產生空洞、裂縫、夾雜局部疏松、縮徑等各種樁身缺陷，對建筑物的安全和耐久性構成嚴重威脅。

聲波透射法是檢測混凝土灌注樁樁身缺陷、評價其完整性的一種有效方法，當聲波經混凝土傳播后，它將攜帶有關混凝土材料性質、內部結構與組成的信息，準確測定聲波經混凝土傳播后各種聲學參數的量值及變化，就可以推斷混凝土的性能、內部結構與組成情況。

目前，在混凝土質量檢測中常用的聲學參數為聲速、波幅、頻率以及波形。

（1）聲波波速與混凝土強度的關系

聲波在混凝土中的傳播波速反映了混凝土的彈性性質。

而混凝土的彈性性質與混凝土的強度具有相關性，因此混凝土聲速與強度之間存在相關性。

另一方面，對組成材料相同的構件（混凝土），其內部越致密，孔隙率越低，則聲波波速越高，強度也越高。

（2）混凝土內部缺陷對聲波波速的影響

繞射傳播的路徑比直線傳播的路徑長，所測得得聲時也就比正?；炷恳L。在計算測點聲速時，總是以換能器間的直線距離作為傳播距離，結果有缺陷處的計算聲速（視聲速）就減小。

（3）接收聲波波幅與混凝土質量的關系

接收聲波波幅是表征聲波穿過混凝土后能量衰減程度的指標之一。

一般認為，接收波波幅強弱與混凝土的粘塑性有關。

接收波幅值越低，混凝士對聲波的衰減就越大。

根據混凝土中聲波衰減的原因可知，當混凝土中存在低強度區、離析區以及存在夾泥、蜂窩等缺陷時，吸收衰減和散射衰減增大，使接收波波幅明顯下降。

（4）接收波頻率變化與混凝土質量的關系

聲波脈沖是復頻波，具有多種頻率成分。

當它們穿過混凝土后，各頻率成分的衰減程度不同，高頻部分比低頻部分衰減嚴重，因而導致接收信號的主頻率向低頻端漂移。

其漂移的多少取決于衰減因素的嚴重程度。

所以，接收波主頻率實質上是介質衰減作用的一個表征量，當遇到缺陷時，由于衰減嚴重，使接收波主頻率明顯降低。

（5）波形的變化與混凝土質量的關系

由于聲波脈沖在缺陷界面的反射和折射，形成波線不同的波束，這些波束由于傳播路徑不同，或由于界面上產生波形轉換而形成橫波等原因，使得到達接收換能器的時間不同，因而使接收波成為許多同相位或不同相位波束的疊加波，導致波形畸變。實踐證明，凡超聲脈沖在傳播過程中遇到缺陷，其接收波形往往產生畸變，所以波形畸變程度可作為判斷缺陷程度的參考依據。