賈　宇，梁永梅,湯　雷

(1.南京水利科學(xué)研究院 材料結(jié)構(gòu)研究所， 南京 210024;2.鎮(zhèn)江市丹徒區(qū)航道管理處, 鎮(zhèn)江 212100)

?

水工混凝土構(gòu)件裂縫檢測方法及發(fā)展趨勢(shì)

賈宇1，梁永梅2,湯雷1

(1.南京水利科學(xué)研究院 材料結(jié)構(gòu)研究所， 南京 210024;2.鎮(zhèn)江市丹徒區(qū)航道管理處, 鎮(zhèn)江 212100)

論述了有效發(fā)現(xiàn)水工混凝土裂縫的主要方法，說明參數(shù)量化是水工混凝土裂縫防控的重點(diǎn)。基于水工混凝土構(gòu)件裂縫檢測方法研究歷程，詳細(xì)分析了人工探視法、破損檢測法及無損檢測法的檢測機(jī)理及特點(diǎn)，表明現(xiàn)階段僅超聲紅外熱像綜合法能有效發(fā)現(xiàn)水工混凝土構(gòu)件的微裂紋，但其在量化微裂紋參數(shù)方面的能力有待進(jìn)一步提高。最后總結(jié)出“微裂紋的發(fā)現(xiàn)與量化”將成為今后研究的熱點(diǎn)，“通過混凝土裂縫模擬體輔助研究”將成為主要研究方式。

微裂紋；量化；裂縫檢測方法；裂縫模擬體

圖1　水工混凝土構(gòu)件裂縫外觀

水工結(jié)構(gòu)工程缺陷是水利工程安全的重大隱患，我國大量的水工混凝土結(jié)構(gòu)存在著各種類型的缺陷，其中裂縫是水工結(jié)構(gòu)缺陷中最常見的形式，典型的水工結(jié)構(gòu)裂縫形式見圖1。結(jié)構(gòu)性裂縫的延伸擴(kuò)展對(duì)構(gòu)件承載能力的損害最大，嚴(yán)重影響著水工結(jié)構(gòu)的整體性和耐久性；微裂紋(裂紋的寬度極小或者裂紋處于閉合狀態(tài)，分布于結(jié)構(gòu)表面或內(nèi)部，肉眼難以識(shí)別)是結(jié)構(gòu)性裂縫的先兆，結(jié)構(gòu)性裂縫的產(chǎn)生是微裂紋任意發(fā)展的結(jié)果。因此，水工混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫防控工作十分重要，而防控工作的第一步是盡早發(fā)現(xiàn)微裂紋，在其發(fā)展到關(guān)鍵點(diǎn)時(shí)，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行支護(hù)，以此控制結(jié)構(gòu)性裂縫的產(chǎn)生。

一直以來，研究人員的重點(diǎn)主要集中在裂縫的檢測方面，即首先發(fā)現(xiàn)裂縫的存在后再定量檢測，先后出現(xiàn)了人工探視法、破損檢測法及無損檢測法中的超聲波法、雷達(dá)波法、紅外熱像法等。但對(duì)于肉眼尚不可見、處于擴(kuò)展前期的閉合或微寬裂紋，這些方法尚不能有效發(fā)現(xiàn)；控制了微裂紋的發(fā)展就控制了結(jié)構(gòu)性裂縫的產(chǎn)生，這對(duì)于水工混凝土結(jié)構(gòu)的缺陷防治具有重大意義，因此微裂紋的發(fā)現(xiàn)及量化將是未來裂縫檢測的發(fā)展趨勢(shì)；超聲紅外熱像綜合法作為一種新型的無損檢測方法，已經(jīng)能夠有效發(fā)現(xiàn)微裂紋，但該方法仍處于試驗(yàn)研究階段，尚不能準(zhǔn)確量化微裂紋的參數(shù)。

1　人工探視法

人工探視法：檢測人員在工程現(xiàn)場依靠觀察法來發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)表面的裂縫，而后借助顯微鏡或裂縫寬度測試儀測量裂縫寬度。現(xiàn)有的裂縫測量方法如表1所示[1]。

在實(shí)際水工混凝土結(jié)構(gòu)裂縫檢測中，人工探視法依然是使用最廣泛的方法。該方法具有簡單直觀、容易操作的優(yōu)點(diǎn)；但同時(shí)也費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且僅局限于結(jié)構(gòu)物表面處裂縫寬度的檢測;又因受到儀器精度的限制，該方法不能發(fā)現(xiàn)構(gòu)件中的微裂紋。

2　破損檢測法

破損檢測法可以較準(zhǔn)確地檢測表面裂縫的深度以及裂縫擴(kuò)展方向。

破損檢測法主要是指采用鉆芯取樣檢測混凝土構(gòu)件裂縫的方法，該方法利用專用鉆機(jī)和人造金剛石空心薄壁鉆頭，從混凝土構(gòu)件中鉆取芯樣，以檢測混凝土構(gòu)件內(nèi)部缺陷或強(qiáng)度。

鉆芯取樣法的基本要求主要針對(duì)鉆孔和取芯的要求，前者包括選擇鉆孔位置、確定鉆頭直徑及鉆孔垂直度；后者包括安置鉆機(jī)、施鉆前的檢查、開鉆、鉆進(jìn)取芯[2]。

破損檢測法可以完整直觀地得到表面裂縫的寬度、深度、方向等參數(shù)，具有一旦發(fā)現(xiàn)問題則便于采取補(bǔ)救措施等優(yōu)點(diǎn)。但是，該檢測法所取芯樣有一定的局限性，無法檢測構(gòu)件內(nèi)部裂縫的整體分布情況，對(duì)構(gòu)件具有較大的破壞性，檢測成本高；即使取出芯樣后，因微裂紋肉眼不可見、測量儀器精度有限，仍不能發(fā)現(xiàn)微裂紋。

3　無損檢測法

破損檢測法雖然檢測結(jié)果準(zhǔn)確性高，但需鉆芯取樣，既費(fèi)力又對(duì)構(gòu)件具有破壞性，而無損檢測可以避免這兩種情況發(fā)生。無損檢測主要有超聲波法、雷達(dá)波法、紅外熱像法、超聲紅外熱像綜合法。

3.1超聲波法

3.1.1超聲波檢測的基本原理

超聲波是頻率大于20kHz、以波動(dòng)形式在彈性介質(zhì)中傳播的機(jī)械波。利用超聲波對(duì)混凝土構(gòu)件中的裂縫進(jìn)行檢測，依據(jù)的是超聲波在混凝土中的傳播特性，如：在遇到兩種介質(zhì)分界面時(shí)聲波會(huì)發(fā)生反射等。常用的超聲波頻率為0.5MHz～25MHz，較低頻率用于粗晶材料和衰減較大材料的檢測，較高頻率用于細(xì)晶材料和高靈敏度檢測[3]。

3.1.2超聲檢測流程

超聲檢測流程如圖2所示[4]。

圖2　構(gòu)件的超聲波檢測流程

3.1.3單面平測法研究現(xiàn)狀

超聲波法測量構(gòu)件內(nèi)部裂縫時(shí)，最常用的是單面平測法。單面平測法是當(dāng)結(jié)構(gòu)的裂縫部位只有一個(gè)可測表面，裂縫預(yù)估深度又不大于50cm時(shí)檢測裂縫的一種方法[5]。研究人員在單面平測法準(zhǔn)確性方面進(jìn)行了大量研究：胡二中等[6]通過斜裂縫構(gòu)件模擬體試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，應(yīng)該用縱波波速代替規(guī)范中的橫波波速來計(jì)算裂縫深度，反相首波的出現(xiàn)與繞射角大小有關(guān)；柳建新等[7]發(fā)現(xiàn)繞射波波速不同于不跨縫平測所得波速，提出了投影點(diǎn)法和反相法相對(duì)規(guī)范法更能準(zhǔn)確測出裂縫深度的觀點(diǎn)，并通過斜裂縫構(gòu)件模擬體驗(yàn)證了這兩種方法的合理性；林偉哲等[8]在對(duì)港二、三期管道混凝土裂縫檢測時(shí)發(fā)現(xiàn)，換能器之間的距離連線與鄰近鋼筋的夾角應(yīng)保持45°左右，被測裂縫部位混凝土表面應(yīng)平整、無龜裂,可以提高檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。覃新友等[9]在某渡槽工程中對(duì)灌漿前后的裂縫用單面平測法測其波速變化，以此來驗(yàn)證裂縫處理方法的有效性，這為單面平測法的使用提供了一種新思路。

3.1.4超聲波檢測的優(yōu)缺點(diǎn)

超聲波有較強(qiáng)的穿透能力，可對(duì)50cm厚度范圍內(nèi)的混凝土試件內(nèi)部進(jìn)行裂縫檢測；靈敏度高，可檢測構(gòu)件內(nèi)部尺寸較小的裂縫；可較準(zhǔn)確地測定裂縫的深度位置[4,10-11]。

超聲檢測同時(shí)也具有局限性：混凝土材料的某些內(nèi)部缺陷，如非均勻性、非致密性等，會(huì)使超聲檢測的靈敏度和信噪比變差；以常用的壓電換能器為聲源時(shí)，超聲波入射試件的效率很低，普遍在2%左右，且尚未找到能大幅提高超聲波入射率的耦合劑[4]。

為降低超聲波在混凝土中傳播的衰減，研究人員普遍使用低頻超聲波，而低頻超聲波靈敏度較低，在微裂紋尖端附近容易發(fā)生透射；因低頻超聲波有局限性，不能用于檢測微裂紋。此外，在當(dāng)前超聲法測裂縫方面的文獻(xiàn)中，也少有關(guān)于研究超聲檢測法測微裂紋的報(bào)道。

3.2雷達(dá)波法

超聲波的穿透深度一般在50cm左右，難以對(duì)大體積混凝土構(gòu)件進(jìn)行掃查，而探地雷達(dá)可以較好地解決這一問題。

探地雷達(dá)是基于電磁波脈沖波的傳播原理對(duì)地下或物體內(nèi)不可見的目標(biāo)體或界面進(jìn)行定位的廣譜電磁技術(shù)，由主機(jī)、電纜線、天線及數(shù)據(jù)處理軟件包組成。利用發(fā)射天線將高頻電磁波以寬頻帶短脈沖形式輸入介質(zhì)內(nèi)部，經(jīng)目標(biāo)體反射后的回波信號(hào)被接收天線接收(見圖3)，后經(jīng)計(jì)算機(jī)和專業(yè)軟件處理形成雷達(dá)圖像，其波形的正負(fù)峰分別以黑、白或者灰階、彩色表示[12-15]。

圖3　探地雷達(dá)測試原理示意

探地雷達(dá)對(duì)混凝土構(gòu)件裂縫進(jìn)行檢測的流程如圖4所示[12]。

圖4　探地雷達(dá)對(duì)混凝土構(gòu)件裂縫檢測流程

探地雷達(dá)檢測混凝土裂縫具有速度快、穿透能力強(qiáng)、無需耦合劑等特點(diǎn)，并且具有極化特性，可確定裂縫缺陷的形狀、方向。但在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，需根據(jù)雷達(dá)圖像來識(shí)別混凝土的缺陷，這對(duì)檢測人員要求較高；探地雷達(dá)技術(shù)在混凝土結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用尚缺乏相應(yīng)的操作規(guī)范[15-17]。

由探地雷達(dá)的原理可知，探地雷達(dá)更適合于對(duì)大體積帶裂縫混凝土的檢測，在對(duì)局部小尺寸裂縫的檢測時(shí)，檢測精度低于超聲波檢測；而如前所述，超聲波檢測法尚不能有效發(fā)現(xiàn)微裂紋，故在理論上探地雷達(dá)也不能作為微裂紋的發(fā)現(xiàn)方法。

3.3紅外熱像法

上述的無損檢測方法一般有發(fā)射檢測波點(diǎn)和接收檢測波點(diǎn)，屬于點(diǎn)測法;此類方法在工程中需要逐點(diǎn)檢測，工作量大，而紅外熱像法可以解決這一問題。

紅外熱像檢測的基本原理[18]是：由于內(nèi)部存在裂縫的構(gòu)件的熱傳導(dǎo)是不均勻的，故對(duì)構(gòu)件施加熱源后，構(gòu)件表面溫度分布將出現(xiàn)不一致(見圖5)的現(xiàn)象，這就導(dǎo)致表面紅外輻射能力產(chǎn)生差異；紅外熱像儀可檢測出這種差異，并以熱像圖的形式直觀顯示表面溫度場的分布；依據(jù)熱像圖中溫度場的分布差異，就可以推斷物體內(nèi)部存在的裂縫特征[19]。

圖5　含缺陷構(gòu)件表面溫度場分布示意

目前紅外熱像技術(shù)主要是指采用紅外熱像儀進(jìn)行紅外攝像,它具有如下特點(diǎn):非接觸式的檢測技術(shù)適用于非接觸大面積的遙測；探測器只響應(yīng)紅外線,故晝夜均可工作；溫度分辨率高達(dá)0.02 ℃,探測精度高[20]；可配合其他檢測方法一起使用[18]。

紅外熱像法檢測裂縫存在的問題[21-23]：研究人員在使用外加熱源時(shí),檢測構(gòu)件上會(huì)產(chǎn)生以熱源對(duì)應(yīng)點(diǎn)為中心、向外圍梯度遞減的溫度場,這會(huì)干擾檢測結(jié)果；在紅外圖像的后期處理方面,圖像的幾何校正和拼接、溫度梯度校正等問題都沒有得到很好的解決，軟件技術(shù)和圖像處理技術(shù)嚴(yán)重限制了紅外熱像檢測在工程中的廣泛應(yīng)用。

紅外熱像檢測也不能有效地發(fā)現(xiàn)微裂紋。微裂紋處于裂縫擴(kuò)展前期的閉合或微寬狀態(tài)，由于微裂紋處縫隙寬度過小，使得微裂紋處熱容與周圍完整混凝土熱容基本相同；在對(duì)含微裂紋構(gòu)件施加熱源以后，由于熱容基本相同，微裂紋處溫升與周圍完整混凝土處溫升無明顯差異，進(jìn)而紅外熱像儀無法捕捉到差異溫度場，繼而無法發(fā)現(xiàn)構(gòu)件中的微裂紋。

3.4超聲紅外熱像綜合法

相對(duì)于上述的混凝土構(gòu)件裂縫檢測方法，超聲紅外熱像綜合法可以有效發(fā)現(xiàn)構(gòu)件中的微裂紋。

3.4.1基本原理

超聲紅外熱像綜合法是將超聲波入射到混凝土中，受超聲波傳播時(shí)振動(dòng)的影響，混凝土中的微裂紋在邊角處發(fā)生碰撞、摩擦，進(jìn)而出現(xiàn)顯著溫升；混凝土材料導(dǎo)熱性較差，這有助于熱量在局部集中，由紅外熱像儀捕捉混凝土表面溫度場，找尋溫度場中的顯著溫升區(qū)進(jìn)而發(fā)現(xiàn)微裂紋。

圖6　超聲紅外熱像檢測裝置結(jié)構(gòu)示意

超聲紅外熱像檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意如圖6所示。超聲激發(fā)源包括超聲電源和超聲發(fā)射器，計(jì)算機(jī)可遠(yuǎn)程控制驅(qū)動(dòng)超聲電源，為超聲發(fā)射器提供電信號(hào)；超聲發(fā)射器包含超聲換能器和一個(gè)與樣品接觸的聚能桿；通常還需要耦合劑提供良好的聲耦合；紅外熱像儀用來對(duì)樣品表面溫度進(jìn)行檢測和記錄[24]。

3.4.2研究進(jìn)展筆者已通過試驗(yàn)證明：超聲紅外熱像綜合法中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是選擇性激勵(lì)的實(shí)現(xiàn)具備了充分必要條件[24]。

圖7　含微裂紋的素混凝土試塊

圖8　素混凝土超聲激勵(lì)效果圖

充分條件：超聲波在物體內(nèi)振動(dòng)傳播時(shí)，即使該物體與外界完全隔絕，超聲振動(dòng)也會(huì)漸漸停止。這種由于內(nèi)部原因而使振動(dòng)能量逐漸耗散,不可逆地轉(zhuǎn)化為熱能的現(xiàn)象叫內(nèi)耗[25-27]。與完整的混凝土構(gòu)件相比，若混凝土構(gòu)件出現(xiàn)裂紋，其振動(dòng)阻尼就會(huì)明顯增加，由于內(nèi)摩擦熱效應(yīng)和熱彈效應(yīng)，振動(dòng)波在缺陷處內(nèi)耗較大，振動(dòng)波衰減以及產(chǎn)生的熱量比無缺陷處要大，從而使得該處得到選擇性加熱而溫度升高，在熱像儀中易于被發(fā)現(xiàn)[28-32]。實(shí)驗(yàn)室選擇100mm×100mm×400mm的長方體素混凝土試件，試塊內(nèi)部及表面含不定數(shù)量的微裂紋，如圖7所示。用68kHz頻率的超聲波換能器對(duì)含微裂紋的素混凝土試塊激勵(lì)，圖8為紅外熱像圖，圖中局部出現(xiàn)多處顯著紅斑，這表明超聲波在微裂紋處的選擇性激勵(lì)效果顯著。

必要條件：對(duì)于含有鋼筋的混凝土構(gòu)件，鋼筋與混凝土的聲阻抗差異相較于空氣與混凝土之間的差異可以忽略不計(jì)，故鋼筋與混凝土的膠結(jié)面并不會(huì)激勵(lì)發(fā)熱而干擾對(duì)微裂紋的判斷。實(shí)驗(yàn)室制作尺寸為1 000mm×150mm×150mm的混凝土梁，內(nèi)部置有鋼筋?；炷亮褐胁款A(yù)制裂縫，試驗(yàn)前，將梁由預(yù)制裂縫處折斷，如圖9所示。用20kHz的超聲波對(duì)試塊激勵(lì)，熱像圖見圖10，圖中在主裂縫處出現(xiàn)較寬亮線，另其他位置也出現(xiàn)不同程度亮斑，且鋼筋處無明顯溫升。

圖9　折斷的混凝土梁外觀

圖10　鋼筋混凝土梁超聲激勵(lì)熱像圖

試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)：超聲紅外熱像綜合法對(duì)于混凝土試塊中的微裂紋及埋藏較深的缺陷，其檢測靈敏度尚需進(jìn)一步提高，初步研究發(fā)現(xiàn)這與輸入超聲波頻率有關(guān)。實(shí)驗(yàn)室選擇 100mm×100mm×400mm的長方體素混凝土試件，試塊內(nèi)部及表面含不定數(shù)量的微裂紋，見圖7。用40,80kHz頻率的超聲波換能器對(duì)試塊激勵(lì)，保證兩頻率換能器的輸出功率相同，熱像圖見圖11～12。觀察發(fā)現(xiàn)，同一方法、同一測試對(duì)象、不同超聲波頻率對(duì)微裂紋的檢出個(gè)數(shù)不同，即檢測靈敏度不同，這表明該檢測方法的靈敏度可以進(jìn)一步提升，激勵(lì)超聲波的頻率是影響靈敏度的因素之一。

圖11　80 kHz超聲波激勵(lì)熱像圖

圖12　40 kHz超聲波激勵(lì)熱像圖

3.4.3特點(diǎn)與存在的問題

超聲紅外熱像技術(shù)作為一種新型的無損檢測技術(shù)，有如下特點(diǎn)[33]：

(1) 超聲激勵(lì)源避免了以往外加熱源在構(gòu)件表面產(chǎn)生不均勻溫度場的問題，減少了影響檢測結(jié)果的因素。

(2) 可以實(shí)現(xiàn)選擇性超聲激勵(lì)，能檢測出其他無損檢測技術(shù)難以檢測的微裂紋。

因超聲紅外熱像技術(shù)在混凝土中應(yīng)用的時(shí)間比較短，技術(shù)上存在一些問題：

(1) 超聲波入射進(jìn)入混凝土試件時(shí)，超聲波能量的輸入率較低，影響了該技術(shù)對(duì)微裂紋檢測的靈敏度。如何提高超聲波能量的輸入率，與超聲波頻率的選擇、耦合劑的選擇、對(duì)換能器施加荷載的大小等因素有關(guān)。

(2) 從熱像圖中尚不能判斷出微裂紋參數(shù)。

4　結(jié)語

現(xiàn)行的無損檢測方法普遍針對(duì)的是如何“檢測”裂縫，即在知道裂縫存在的前提下，測量裂縫的具體參數(shù)，這種以“檢測”為出發(fā)點(diǎn)的思路已經(jīng)不能滿足實(shí)際工程中裂縫的防治需要。因?yàn)樵谝鬯そY(jié)構(gòu)荷載一般是運(yùn)動(dòng)變化的，對(duì)應(yīng)于結(jié)構(gòu)性裂縫也有一個(gè)從無到有、由小到大的過程；盡早發(fā)現(xiàn)處于擴(kuò)展初期的微裂紋，并在微裂紋發(fā)展到“合適”狀態(tài)時(shí)，對(duì)結(jié)構(gòu)加以修補(bǔ)或防護(hù)具有重大意義。而如今微裂紋的“發(fā)現(xiàn)”并沒有引起廣大檢測人員的重視，還沒有可以快速發(fā)現(xiàn)微裂紋并量化的成熟檢測方法，故超聲紅外熱像檢測技術(shù)的進(jìn)一步成熟對(duì)于水工混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的“診斷”具有重大意義。

此外，由于現(xiàn)實(shí)檢測環(huán)境的復(fù)雜性、被測構(gòu)件裂縫特征的未知性，現(xiàn)行的無損檢測方法尚不能做到定量測量裂縫的參數(shù)，這使得對(duì)混凝土的修復(fù)加固工作難以對(duì)癥。為了實(shí)現(xiàn)定量測量，筆者所在課題組認(rèn)為：建立裂縫結(jié)構(gòu)模擬體，量化模擬體中的裂縫參數(shù)，將以往工程實(shí)際中的待測結(jié)構(gòu)這個(gè)“灰箱”亮化(“灰箱”指內(nèi)部裂縫參數(shù)未知的結(jié)構(gòu)，“亮化”指制作含確定裂縫參數(shù)的病害模擬體檢驗(yàn)檢測結(jié)果可靠性的過程)，模擬實(shí)際中影響測量結(jié)果的環(huán)境因素，用以明確各種檢測方法的有效性、適用范圍及研究開發(fā)新的檢測方法。通過病害模擬體來精確無損檢測結(jié)果，將是以后無損檢測領(lǐng)域的主要研究方式。

[1]濮存亭,孫剛柱.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫與裂縫的檢測[C]//第九屆全國建設(shè)工程無損檢測技術(shù)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集,[出版地不詳]:[出版者不詳],2006:224-228.

[2]朱德宏,劉凱鋒. 鉆芯取樣法在橋梁樁基檢測中的應(yīng)用[J]. 科技信息,2008(16):144,225.

[3]劉其偉,程躍輝,王鍵,等. 超聲波無損檢測的特點(diǎn)分析及其在混凝土缺陷評(píng)定中的應(yīng)用[J]. 華東公路,2003(4):58-60.

[4]史亦韋. 超聲檢測[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2005.

[5]CECS21-2000超聲法檢測混凝土缺陷技術(shù)規(guī)程[S].

[6]胡二中,黎超群. 超聲單面平測法檢測混凝土構(gòu)件裂縫深度的探討[J]. 中外建筑,2011(12):117-118.

[7]柳建新,劉文劼,童孝忠,等. 超聲波單面平測法檢測中的若干問題及改進(jìn)方法[J]. 水資源與水工程學(xué)報(bào),2011(5):20-23,28.

[8]林偉哲,葉志文. 超聲單面平測法在混凝土裂縫檢測中的應(yīng)用[J]. 中國農(nóng)村水利水電,2009(10):132-134.

[9]覃新友,李祥龍,陳林. 單面平測法在某渡槽工程裂縫檢測中的應(yīng)用[J]. 土工基礎(chǔ),2014(1):101-103.

[10]田暉,辛純濤,張坤. 超聲波單面平測法檢測混凝土構(gòu)件裂縫深度可靠性分析[J]. 蘭州理工大學(xué)學(xué)報(bào),2013(6):133-136.

[11]曾繁標(biāo). 混凝土超聲波法檢測新技術(shù)的應(yīng)用[J]. 廣東科技,2008(10):193-194.

[12]曾昭發(fā),劉四新,馮暄.探地雷達(dá)原理與應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社,2010.

[13]李卓球,方璽,水中和,等.混凝土檢測中雷達(dá)和超聲波成像效果比較[J].華中科技大學(xué)學(xué)報(bào),2005,22(4):1-3,24.

[14]潘冬子,章光,劉世奇,等. 混凝土梁無損檢測新技術(shù)及其進(jìn)展[J].公路,2004(2):18-23.

[15]王茹,邵珍奇. 雷達(dá)技術(shù)在混凝土結(jié)構(gòu)無損檢測中的應(yīng)用[J]. 核電子學(xué)與探測技術(shù),2009(2):459-462.

[16]王中有,陳振富,孫冰,等. 探地雷達(dá)技術(shù)在混凝土結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用與研究[J]. 混凝土,2013(12):138-141.

[17]孫志恒,鮑志強(qiáng),甄理. 探地雷達(dá)探測技術(shù)在水工混凝土結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用[J]. 水利水電技術(shù),2002(10):64-66.

[18]楊成,閆治國,朱合華. 公路隧道襯砌結(jié)構(gòu)質(zhì)量紅外熱像檢測技術(shù)初探[C]∥[出版地不詳]:[出版者不詳],2013.

[19]李為杜. 紅外檢測技術(shù)基本原理及應(yīng)用[J]. 施工技術(shù),1998(11):36-37.

[20]陳祥森. 混凝土缺陷無損檢測技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀綜述[J]. 福建建材,2007(1):36-37.

[21]蔣濟(jì)同,范曉義. 紅外熱像技術(shù)在混凝土檢測中的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)[J]. 無損檢測,2011,33(2):52-55.

[22]王凱,嚴(yán)伯剛,張泓源,等. 紅外熱像無損評(píng)估技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用[J]. 混凝土,2015(5):154-157,160.

[23]袁仁續(xù),趙鳴. 紅外熱像技術(shù)在無損檢測中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 福州大學(xué)學(xué)報(bào),2005(S1):203-207.

[24]湯雷,蔣金平,顧培英,等. 超聲紅外法檢測混凝土構(gòu)件試驗(yàn)研究[J]. 水利學(xué)報(bào),2012(S1):70-75.

[25]葛庭燧.我國內(nèi)耗與固體缺陷研究的拼搏、奮起和騰飛[J].大自然探索，1990(3)：1-6 .

[26]RIEGERTG,BUSSEG.Acousticlockin-thermographyofimperfectsolidsforadvanceddefectselectiveNDE[C]//[S.l]:[s.n], 2006：108-111.

[27]RIEGERTG，BUSSEG.Activethermographyfordefectdetectionincarbonfiberreinforcedcompositematerials[C]//[S.l]:[s.n], 2007：1044-1051.

[28]HOMMAC，ROTHENFUSSERM.Studyoftheheatgenerationmechanisminacousticthermography[C]//[S.l]:[s.n], 2006：566-573.

[29]HASSAMW，HOMMAC，WENZ，etal.DetectionoftightfatiguecracksattherootofdampersinfanbladesusingsonicIRinspection：afeasibilitydemonstration[C]//[S.l]:[s.n], 2007：455-462.

[30]GLEITERA,RIEGERTG，THOMASZ，etal.Advancedultrasoundactivatedlockin-thermographyfordefectselectivedepth-resolvedimaging[C]//[S.l]:[s.n], 2006：1-9.

[31]王成亮，楊波.飛機(jī)復(fù)合材料超聲紅外無損檢測實(shí)驗(yàn)研究[J].激光與紅外，2010，40(4)：376-379.

[32]邢春飛，李艷紅，陳大鵬，等.基于超聲紅外技術(shù)對(duì)金屬管內(nèi)壁缺陷的檢測[J].應(yīng)用光學(xué)，2009，30(3)：465-468.

[33]胡振華,湯雷. 超聲紅外熱像技術(shù)在混凝土結(jié)構(gòu)檢測中的應(yīng)用[J]. 混凝土,2013(7):124-126,130.

TheCrackDetectionMethodforHydraulicConcreteStructureanditsDevelopmentTrend

JIAYu1,LIANGYong-mei2,TANGLei1

(1.MaterialsandStructuralEngineeringDepartment,NanjingHydraulicResearchInstitute,Nanjing210024,China;2.TheWaterwaysManagementBranchofDantuCountyinZhenjiangCity,Zhenjiang212100,China)

Theeffectivedetectionofmicrocracksinhydraulicconcreteandquantizationoftheirparametersarethefocusofthepreventionandcontrolofcracksinhydraulicconcrete,whichisdiscussedatthebeginningofthepaper.Basedontheresearchprogressofcrackdetectionmethodforhydraulicconcretestructure,thedetectionmechanismandfeatureofmanualdetectionmethod,destructivedetectionmethod,andnon-destructivetestingmethodareanalyzedindetail.Fromtheanalysis,itturnsoutthatultrasonicinfraredthermographycomprehensivemethodistheonlyoneabletoeffectivelydetectmicrocracksatpresentstage.Butintheaspectofquantizationofmicrocrackparameters,furtherresearchisneededforultrasonicinfraredthermographycomprehensivemethod.Atlast,itissummedupthatthedetectionandquantizationofmicrocracksshallbethefutureresearchfocus.Inaddition,usingthesimulationofconcretecracksasstudyassistancewillbecomemainresearchmethod.

Microcrack;Quantization;Crackdetectionmethod;Simulationoftheconcretecrack

2015-10-15

國家自然科學(xué)基金重大科研儀器研制資助項(xiàng)目(51527811)

賈宇(1991-),男,碩士研究生,主要研究方向?yàn)闃蛄号c隧道病害檢測及數(shù)值分析。

湯雷(1972-),男,博士,主要從事水工結(jié)構(gòu)病害檢測研究,E-mail:ltang@nhri.cn。

10.11973/wsjc201607017

TG115.28A

1000-6656(2016)07-0075-06