[其他]无损电测混凝土层厚度的方法和装置

说明书

本发明是一种无损检测混凝土层厚度的方法和装置，该混凝土层是指覆盖于某介质上的素混凝土层或含有钢筋的混凝土层。这种测量方法适合于测量2～150cm厚的素混凝土层或者含有钢筋的混凝土层，尤其适合于检测表面凹凸不平或为曲面、或混凝土所被覆的介质表面不平的地下洞室内喷射混凝土层的厚度。

对于被覆在岩面、土层上的混凝土层，无损检测其厚度通常是用钻孔丈量的办法。对于喷射混凝土，还可在喷射之前在岩面上固定测钎或其他标帜物作为施工时控制喷射厚度的标准。在国内和国外有关设计和施工的规定中，都规定了在混凝土中钻检查孔或埋测钎的方法和数量。例如国家基本建设委员会1979年颁布的“锚杆喷射混凝土支护设计施工规定”、国家计划委员会1985年即将颁布的“中华人民共和国国家标准-锚杆喷射混凝土支护设计施工及验收规范”，日本国有铁道建设局等单位于1983年3月执行的“新奥法施工指南”（草案）等，都是这样规定的。按照铁路隧道喷锚技术规则要求，1公里单线隧道喷锚衬砌，至少需检测450个点，双线隧道则要检测1300个点。

采用钻孔直接丈量的方法，破坏了混凝土结构本身，费工费时，在工程完工时，验收检查则更觉不便。尤其当被覆或衬砌背后有防水板等物时，无论钻孔或是插钎，都不允许使用。

利用声波或超声波反射测量混凝土厚度的方法，虽然也属于无损检测，但它目前仅适用于测量表面平整，其被覆的基层-岩石或土层-也较平整的30cm以上的厚混凝土层，对于薄层，特别是喷射混凝土层，则不能满足工程的需要。（见焦作矿院采煤系编写的“耿村隧道工程混凝土质量非破损检测研究报告”）。

另外，也有人试图用混凝土层与下伏层电阻率的差别来测量公路路面和桥面混凝土层的厚度。他们直接引用了在均匀、各向同性导电层下有无限大平面底层的数学模型，利用这数学模型导出的公式来测量上覆层的厚度，测量的条件是表面平整、基底也较平整厚度较大的公路路面和桥面。

例如，1972年美国PB报告（PB-210245）中发表的由Russell，JamesE.等提出的试验报告“NondestructiveDeterminationofPavementThicknessusingElectricalResistivityTechniques”（“用电阻率技术来无损测定公路路面厚度”）中，介绍了有关的试验方法。它是利用在一大木框（60″×25^９／16″）中设置的线状电极（12″和24″长）放在刚浇灌的混凝土面上，使电极全部与路面接触，在木框中逐个移动电极位置，测出若干个不同距离的电极得到的电阻率后，将它与混凝土层的电阻率ρ₁、混凝土所被覆的介质的电阻率ρ₂输入电子计算机，利用在电性均匀、各向同性、无限大，等厚的导电介质下被覆的无限大平界面、电阻率相异的另一层的数学模型所导出的公式计算出混凝土的厚度，报告中引用的试验是在厚8″的路面上进行的。报告指出，他们的试验方法适用于基底可看作无限大平面，覆盖层为在电性上均匀、各向同性、绝对的导电层的情况，故只对刚浇灌的路面才可测出准确结果，而不适用于已固化的混凝土路面。为保证接近上盖层为电性均匀各向同性的施测前提条件，故采用线状电极。但这种电极笨重，要求与所测混凝土表面有1～2英尺的接触，故只适用于表面平整的平坦路面上。测量时要不断改换电极在木框中的位置，然后用计算机计算结果，这种方法费时费力，所测厚度不能薄于5cm。自1973年以后，未见有进一步研究和使用的报导。有关测量混凝土构件、衬砌、被覆的手册、规范中也未列入这种方法。

用物理方法量测混凝土厚度之所以困难，还由于混凝土本身是由粒径大小不等的骨料和水泥水化固结而成的混合物，混凝土结构中还常有钢筋，物理性质极不均匀，当层厚较薄时，这种不均匀性更为明显。此外，其覆盖的基面及喷射混凝土表面，也往往凸凹不平或为曲面，这给测厚带来许多困难。

本发明的任务是要提供一种无损量测混凝土层厚度的方法，无论这种混凝土是新敷设的还是年代久远的，有钢筋的还是无钢筋的，薄层的还是厚层的，表面是平整的还是不平的。

本发明的任务是以如下方式实现的，先结合附图说明其原理：

图1-测量视电阻率方法示意图

图2-对两层电介质组成的断面测量视电阻率示意图

图3-电极示意图

其中1-绝缘帽2-导电管3-导电杆

4-导电橡胶帽5-弹簧

图4-三极装置电极系示意图

其中1-绝缘固定架