北京同度分析风电基础等大体积混凝土的无损检测现状|大体积|截面|无损检测|构件|波速|混凝土|风电

风电基础等大体积混凝土的无损检测一直是工程难题，急需解决。而常规无损检测手段或探测距离较浅，或无法穿透内部密集钢筋网，或不能应用在只有一个可测面的被测体中。内蒙某风电基础由于施工原因导致其存在冷缝等内部病害，为判断冷缝位置以及评估其质量，在内蒙开展了风电基础无损检测。选用声波散射成像技术，在克服拉姆波干扰，应用数学相控阵增强探测深度与分辨率后，得到了能清晰显示混凝土分层界面，冷缝分布和强度分布的成果。其成果显示的低速界面与钻孔取芯展示的冷缝位置一致，为后续开展针对性修复工作提供了详实资料。

伴随着我国基建工程规模的日益扩大，大体积混凝土构筑物已普遍应用于土木工程领域，如水利中的坝体、风机等大型设备基础、大跨度桥梁基础、大型沉管等。但这些大体积混凝土的相关研究更多停留在材料、施工、裂缝分析等阶段，针对其质量与健康状况的无损检测方法研究甚少。现行检测手段更多停留在外观观察、温度监控、试块检测，表面裂缝分析、钻孔取芯等表面检测与抽样检测，并不能全面、深入的评价其质量[9-11]。况且现有的常规无损检测技术，如回弹、超声、雷达、冲击回波等，探测深度较浅，不适应大体积混凝土内部钢筋网密集等自身特性，不能满足无损检测的实际要求。滞后的检测技术与大体积混凝土无损检测的需求不匹配。

声波CT(Computerized Tomography层析成像)作为大体积混凝土的检测方法在交通和水利行业已经有成熟的应用，如在高铁桥墩大体积混凝土质量检测，在陕西宝汉高速的预制梁混凝土内部结构质量[16]检测等。虽声波CT在大体积混凝土无损检测领域值得推广，但其也有自身的局限性。声波CT布置在同一个可测面上作表面CT，探测深度较浅，根据高斯射线束原理，仅可反应1/4波长厚度（约为25cm）范围内的混凝土质量。声波CT布置在两个可测面上作截面CT，探测深度与击震源有关，探测深度较深。但如风电基础等众多大体积混凝土构件仅1个可测面，并不能采用截面CT。声波散射成像技术，属地震勘探方法，在岩土工程与资源勘探领域应用广泛，其恰恰可在1个可测面进行检测。但仅仅采用声波散射技术是达不到混凝土无损检测精度的要求。还需要提高震源激发的弹性波的频率，并采取消除拉姆波的方法与数学相控阵技术，增强声波散射成像技术分辨率。

声波散射法是在地震反射基础上发展起来的新技术。它以非均匀地质模型为基础，利用地震散射波对地质界面和介质波速进行成像，实现对地质结构精细勘查的目的。勘探时首先向地下发射地震波，当地震波入射到非均匀介质内部时，由于波阻抗的差异会产生散射波。差异幅度越大和体积越大，散射波越强。通过接收到的散射波的走时、幅值，可对异常体的位置、形态以及波速高低进行精细成像。声波散射勘探采用小排列采集方式，通过密集发射与密集接收，实现高分辨率的特质。

偏移图像是反应介质物理力学特性最直观的成果，是检测解释的主要依据。大体积混凝土构件中，混凝土可看做是均匀介质，施工冷缝等病害会在其中形成散射界面，这是声波散射勘探的物理基础。

同度物探Cscan是一种混凝土声波扫描技术，利用声波的反射与散射原理检测混凝土的质量与内部结构，包括内部界面与密实性。Cscan检测可以提供混凝土结构图像和波速图像，探测深度超过10m。适用于大体积混凝土例如风电，地基，地下室等混凝土内部密实性检测。