摘要：通过认真研究声波透射法测桩的各种判据的特点，认识波速、波幅、PSD判断方法的准确性和合理性。
关键词：声波透射法；波速；PSD
1.声波透射法的判据
声波透射法检测中，声波透射法的异常信号可分为两类：①桩身混凝土缺陷形成的异常信号，②其他因素形成的异常信号。混凝土缺陷形成的异常信号判断依据：1.声时值：当声波穿过或绕过缺陷时，声时值增大，波速会减少，而且增大的程度与缺陷大小相关；2.波幅：缺陷处声阻抗较低，吸收、反射、散射作用强烈，因而接收的声音能量明显减少，波幅也随之降低。PSD判据突出对声时的变化，对缺陷的敏感度在各种判据法中最为明显。
2.混凝土缺陷的类型及对声波透射法的影响
当传播路径上遇到混凝土有裂缝、夹泥或离析等缺陷时声波将会发生能量衰减，部分声波绕过缺陷前进，产生漫反射现象，所以传播时间延长，波速减小。而遇有空洞的空气界面会产生反射和散射，使波的振幅减小，同时桩的缺陷破坏了波传播的连续性，使声波的传播路径复杂化，同时引起波形变化。所以声波在有缺陷的混凝土桩体中传插时，波幅减小，波速下降，波形畸变。
3.声速判据
由概率法可以知道，正常情况下灌注桩每条测声线的每个截面的声速测试值近似服从正态分布规律，所以我们可以用统计法来分析灌注桩各个剖面的声速的异常程度，同时把工程环境和人为因素的影响引起的偏离正态分布线的值去除，再求剩下服从正态分布的值的标准差，再利用公式Vc（j）=V01（j）=Vm（j）-λ.Sx（j）
Vc（j）——第j剖面的声速异常判断临界值；
V01（j）——第j剖面的声速异常小值判断值；
Vm（j）——第j剖面的声速平均值；
Sx——标准差；
λ——查表相对应的系数。
当桩身材料质量稳定性较好，声速值的离散程度较少，标准差小，由上式得声速异常判断临界值偏大，造成工程误判。反之，桩身材料质量稳定性不好时，声速值的离散程度较大，标准差大，由上式得声速异常判断临界值偏小，造成工程错判。在广东省标准DBJ 15-60-2008和国家行业标准JGJ106-2014中差异较大。JGJ106-2014中引入公式
当Cv（j）<0.015时，Vc（j）=V0（j）=Vm（j）（1-0.015λ），
当0.015≤Cv（j）≤0.045时，Vc（j）=V0（j）=V01（j），
当Cv（j）>0.045时，Vc（j）=V0（j）=Vm（j）（1-0.045λ），
其中Cv（j）为变异系数，Cv（j）=Sx（j）\Vm（j）
实例分析：
Cv（j）比较小时：
广东省标准DBJ 15-60-2008计算数据：
表2
由上表可以知，按照广东省标准的声速异常临界判断值比按照国家行业检测标准的声速异常临界判断值大，往往会造成错判，影响检测数据的真实性。
Cv（j）比较大时：
广东省标准DBJ 15-60-2008计算数据：
国家行业标准JGJ106-2014计算数据：
由上图可以知，按照广东省标准的声速异常临界判断值比按照国家行业检测标准的声速异常临界判断值小，往往会造成漏判，使检测过于保守。
4.PSD 判据
当声波遇到缺陷位置时，波速明显减少，而声时显著增大，由公式
表4
声时经加权后使PSD变化很大，所以PSD对缺陷变化也是很敏感，可以帮助判断声测管倾斜和混凝土不均匀等因素引起数据偏差。
如图1：灌注桩的声测管1没有绑扎好，1-2 和1-3声速线发生异常，但因为2个换能器的测距是设为定值，波速是线性变化的，声时也是线性变化，相邻两个声时的差为恒值，所以PSD的值变化不大。同时波幅收线性变化的测距的影响不大，所以判断为测声管倾斜，重新修正曲线。图中虚线为修正前曲线，实线为修正后的曲线。从而避免了错误判断。
图1
5.结论
声波透射法测桩时，各种判据都有自己的特点，它们有可能是关联的，也有可能是对立的，有些缺陷不能通过单一的判据来判断，我们随着经验的积累，学会用多种判据有效地联合起来，建立一个更加完善的分析体系。
参考文献
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论文作者:莫穗驱
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第36期
论文发表时间:2019/4/24
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