[发明专利]一种带裂缝的混凝土空洞三维检测方法及系统

说明书

本发明属于无损检测技术领域，公开了一种带裂缝的混凝土空洞三维检测方法及系统；探头内有一对伸缩杆，伸缩杆末端压力传感器的压力达到预设的压力值时，伸缩杆与混凝土壁的接触点分别为点A₁、A₂，两伸缩杆的杆长分别为a₁、a₂，得到此处混凝土空洞的宽度L₁＝a₁+a₂；在同一深度处，通过旋转编码器上输入逆时针每30°转动一次，得到某一深度处伸缩杆与混凝土壁的所有接触点，形成该深度处混凝土空洞的整个横截面外轮廓线；获得伸缩杆与混凝土壁的接触点，形成各横截面外轮廓线；形成混凝土空洞的三维尺寸以及三维轮廓线。本发明具有成本低、实时性强、精度高和可操作性强；迅速直观地得到混凝土空洞的形状与尺寸大小。

技术领域

本发明属于无损检测技术领域，尤其涉及一种带裂缝的混凝土空洞三维检测方法及系统。

背景技术

随着国民经济的快速发展，国家对基础设施建设的力度进一步加大，各类建筑如雨后春笋般地出现。混凝土作为一种施工方便、性能良好、价格低廉的建筑材料，被广泛应用于各种施工建设中。但混凝土易受到外力作用、钢筋锈蚀、温度变化等因素影响产生裂缝与空洞，造成混凝土结构承载能力和正常使用性能都明显下降，从而大大缩短混凝土结构的设计使用寿命。因此，必须对这些裂缝与空洞进行检测，掌握混凝土裂缝与空洞的形状、走向和规模，以判断对建筑物的危害程度，并采取相应的处治措施。

自二十世纪三十年代开始，混凝土无损检测技术迅速发展，各种混凝土建筑物的裂缝检测方法相继出现，如：超声波法、红外线热成像法、地质雷达法等。超声波法的基本原理是：超声波在介质中传播时，遇到不同界面将发生反射、折射、绕射、衰减等现象，从而使传播的速度、振幅、波形、频率等发生变化；红外线热成像法的基本原理是：当介质内部存在缺陷或裂缝时，其热传导性将会改变，从而使介质表面温度产生差别，通过测量物体的热量和热流，利用遥感检测仪测量热辐射，就可以检测出介质内部缺陷状况；地质雷达法的基本原理是：电磁波在介质中传播时，其传播速度与介质的介电常数相关，当遇到界面、内部缺陷等介电常数变化较大的目标时，会发生反射、散射等现象，通过分析反射信号的波形、传播时间等参数可判断介质内部的状况。这些方法都是利用岩土物理性质的差别来反映地下介质的情况，属于非接触式测量方法。此外，这些方法的解释需要研究者具备一定的专业知识，懂得波形或剖面的识别与分析，不能直观得到混凝土裂缝或空洞的深度和大小。

另一方面，现有技术超声波法进行混凝土深部裂缝时，收不到真正的首波信号，目前最大的探测深度只能达0.8m左右，特别是当裂缝中有水时，超声波可直接穿过裂缝，与绕射信号相混，增加判断困难。现有技术红外线热成像法是通过分析混凝土温度的不同来判断混凝土缺陷，该方法受外界热源影响比较大。现有技术地质雷达法只能检测出直径几十厘米以上的空洞，微小裂缝由于传播时间短而无法识别。上述方法可能探测到空洞的大致位置，但无法达到对混凝土空洞进行高精度定量的检测要求。因此，开展有关混凝土空洞形状与尺寸定量化的研究具有很强的现实意义，通过研究能够掌握混凝土空洞的精确位置、规模与尺寸，为存在安全隐患的混凝土结构提前采取可靠措施、制定行之有效的处治方案提供依据，从而保证混凝土结构的耐久与安全。

为解决现有技术的不足，本发明提出一种带裂缝的混凝土空洞三维检测技术。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种带裂缝的混凝土空洞三维检测方法及系统。