基于计算机断层扫描的裂缝检测技术
CT技术在医疗领域大放异彩之后,很多国内外学者开始研究CT技术在混凝土裂缝检测方面的应用。CT技术的工作原理是将X线从不同角度射向被检测物体,然后利用的探测仪器记录衰减后的X线,并将探测到的信号传输到计算机,然后通过计算机分析检测数据,三维重建混凝土表面,并终通过二维或三维灰度图像来输出检测结果,方便检测人员直观检测。
CT技术具有以下优点:
(1) 检测精度高,通过对混凝土表面图像的三维重建,能够直观地检测混凝土内部结构,并且能够分层检测,定位病害位置;
(2) 检测范围广,不但能够检测混凝土表面裂缝,而且能够检测混凝土内部裂缝及其他混凝土病害;
(3) 不需要接触混凝土表面,对混凝土没有损伤。
CT检测的缺点是:设备庞大,需要在混凝土两侧都安放检测仪器,因此无法检测路面或隧道内的混凝土裂缝,使用条件具有较大的局限性。
基于结构光的裂缝检测技术
基于结构光的非接触测量技术是一种常用的裂缝检测技术。该技术的工作原理是将线状的结构光投射到被测物体的表面上,由于物体表面高低不平或者存在裂缝,投射到物体上的光条会在凹陷或凸起处发生一定的变形,并产生阴影,然后利用电子光学传感器采集图像,通过计算机对光条图像进行分析,就能获得物体表面的三维信息,后对提取到的三维信息进行分析,获得物体表面裂缝所在的位置。
由于结构光裂缝检测技术具有原理简单、检测精度高、受环境光影响较小、能够实时检测等优点,近几年获得快速发展。结构光检测法的缺点是:需要缓慢地在混凝土表面平行扫描,因此一般都需要车载检测设备。
基于超声波的裂缝检测技术
超声脉冲技术运用在检测混凝土表面裂缝的历史虽然不长,但经过近几年的发展,已经取得了相当大的进步。超声波裂缝检测的基本原理是利用带波形显示功能的超声波检测仪和频率固定的声波转换器,通过测量并分析声波在混凝土中的传播速度、波幅和信号主频等数据,来判断混凝土中是否存在裂缝并判断裂缝的位置。
该技术根据超声波在介质中传播时受分层界面的影响,造成超声波的反射、折射和衰减等现象,通过分析得到这些变化的规律,判断混凝土中是否存在裂缝及裂缝的深度。对于深度较浅的裂缝,可以通过平测法和双面斜测法来进行检测。
通常,当存在裂缝的区域只有一个可测平面时,需要采用平测法,采用平测法时,需要在裂缝区域以不同的测距进行测试,并根据检测结果判断裂缝深度;当裂缝区域包含两个相互平行的可测平面时,需要使用双面斜测法进行检测。通过判断超声波频率和振幅的变化,可以判断待检测区域的裂缝是否连通,并且能够判断裂缝深度。对于深度较大的裂缝,可以通过钻孔来检测裂缝深度。需要在裂缝两侧打眼,同时要眼孔的轴线平行,然后将超声波换能器插入孔洞中,并以相同深度缓慢向孔底移动,后通过测试数据来分析裂缝的深度。
超声波检测的缺点是:超声波会受到混凝土中其他物体的干扰,例如混凝土中存在充水现象或者混凝土中的钢筋等都会对检测结果产生影响,同时混凝土本身材质密度不均匀,也会导致超声波检测的检测结果准确率不高。