[发明专利]一种检测混凝土厚度的冲击回波方法

权利要求书

1.一种检测混凝土厚度的冲击回波方法，其特征在于：对被测混凝土表面施加机械冲击产生瞬时应力波，利用应力波中的纵波对混凝土进行无损检测。

2.根据权利要求1所述的一种检测混凝土厚度的冲击回波方法，其特征在于：由机械冲击产生的应力波传播到混凝土结构中，遇到包括结构底面边界或内部缺陷在内的介质波阻抗不连续的界面时发生反射透射或绕射；当反射回波到达结构表面会再次被反射进入结构内部，这样多次的往复反射将激发结构的局部瞬态共振，从而使波形具有周期性特征；在信号的频谱中表现为对应于结构厚度或缺陷深度的频率峰值，通过对测试得到的回波信号进行频谱分析便可辨识被测混凝土结构的厚度与内部质量状况。

3.根据权利要求2所述的一种检测混凝土厚度的冲击回波方法，其特征在于：这些反射构成了一个时间曲线，时长只有几毫秒；将记录下来的时间信号进行数字化，通过傅里叶变换进行时域到频域的转换；由于结构内部的应力波的多次反射形成的主导频率在该频谱中以峰的形式出现。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的一种检测混凝土厚度的冲击回波方法，其特征在于：所述机械冲击采用小钢球敲击，输入脉冲函数近似为半正弦曲线，其宽度和相应的接触时间取决于所用的冲击源尺寸。

5.根据权利要求4所述的一种检测混凝土厚度的冲击回波方法，其特征在于：对于作用于混凝土的钢球，其与结构表面的接触时间表示为钢球直径的线性函数，表达式为：t_c＝0.0043D，其中，D为钢球的直径，单位为m；t_c为钢球与结构表面的接触时间，单位为s。

6.根据权利要求5所述的一种检测混凝土厚度的冲击回波方法，其特征在于：冲击源的最大频率定义为：f_max＝1.25/t_c，其中t_c为钢球与结构表面的接触时间。

7.根据权利要求6所述的一种检测混凝土厚度的冲击回波方法，其特征在于：所述混凝土结构的厚度或缺陷深度采用以下公式求解：

其中：T为混凝土的厚度，单位为mm；v_c为纵波在混凝土结构中的传播速度，单位为m/s；f为缺陷深度或混凝土结构厚度的频率，对应于频谱图中的峰值频率，单位为Hz；β为结构形状系数。

8.根据权利要求7所述的一种检测混凝土厚度的冲击回波方法，其特征在于：对于混凝土板、墙结构而言，β取0.96；对于混凝土方形梁、柱结构而言，β取0.87。