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增加，但在弹性模量为 ５６ＧＰａ时出现反常，分析可能是由于该模型检测范围内大骨料分布较为密集，
但影响较小。平均相速度按照弹性模量从小到大分别为 ２０９０、２０９５、２１２５、２１００和 ２１１０ｍ?ｓ。存在裂
缝条件下不同模型频散曲线趋势基本相同，相速度首次突变频率逐渐增加。
根据表 ８可知，不同界面阻抗比条件下多道信号相移法的识别效果较好，裂缝深度计算最大误差
为 ７．４％，最小误差仅为 ０．２％，表明骨料弹性模量变化基本不影响该方法的有效识别。
表 ８ 不同骨料弹性模量模型多道信号相移法计算结果（裂缝深度 ５ｃｍ）
骨料弹性模量?ＧＰａ 截止频率?ｋＨｚ 计算结果?ｃｍ 误差?％
５２ １４．６０ ４．７８ ４．５
５４ １４．００ ４．９９ ０．２
５６ １５．００ ４．７２ ５．５
５８ １５．００ ４．６７ ６．６
６０ １５．２０ ４．６３ ７．４
４．４ 不同孔隙率的影响 混凝土在振捣过程中会进入
大量气体，养护之后内部会产生大量的孔隙，在气孔
附近形成固－ 气强波阻抗界面，将对超声信号产生强烈
的影响，因而需进一步研究不同孔隙率条件下多道信
号相移法的识别效果。设置表面裂缝深度 ５ｃｍ，通过
在砂浆中随机生成体积分数为 １％～５％、半径为 １ｍｍ的
圆形孔洞建立孔隙，含有气孔的数值模型如图 １５所示。
根据图 １６可知，总体上无缺陷模型的相速度随着 图 １５ 含有孔隙数值模型
孔隙率的升高而降低，当孔隙率小于 ４％时，频散曲线连续平缓，趋势基本一致，但在孔隙率为 ４％和
５％时频散曲 线 出 现 异 常 突 变 点。平 均 相 速 度 按 孔 隙 率 从 小 到 大 的 顺 序 分 别 为 ２１２５、２０３０、２０００、
１９８０、１８００和 １９００ｍ?ｓ。５ｃｍ表面裂缝深度条件下，当孔隙率小于 ５％时，不同孔隙率模型首次相速
度突变点位置基本相同，但当孔隙率为 ５％时，相速度首次突变点位置明显滞后。
图 １６ 有无缺陷条件下不同孔隙率 φ频散曲线
根据表 ９可知，当孔隙率小于 ５％时多道信号相移法识别截止频率的效果较好，裂缝深度计算误
差均小于 ９．１％。当孔隙率为 ５％时，截止频率远大于其它模型，原因在于孔隙率较大时会导致 Ｒ波产
生严重频散，后续有必要深入研究孔隙率对该方法识别效果的影响。
４．５ 不同检测频率的影响 通过改变雷克子波的中心频率，研究不同频率条件下该方法的适用性及检
测效果。根据图 １７可知，当中心频率为 １０ｋＨｚ时，频散曲线呈逐渐下降趋势，其余曲线逐渐趋于稳
定。相速度随着频率的升高而增加，但在 ３０ｋＨｚ时出现异常，原因可能跟检测范围内骨料密度有关，
但影响较小。平均相速度按照频率从小到大分别为 １８００、２１２５、２１２０、２１２３和 ２１２４ｍ?ｓ。
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