Page 74 - 2024年第55卷第8期

图 １７ 有无缺陷条件下不同频率频散曲线

根据表 １０可知，不同频率条件下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
均在 ５．５％～５．７％之间。但当检测频率为 １０ｋＨｚ时出现异常，原因在于 １０ｋＨｚ对应理论波长超过了模
型厚度，因此在检测时应根据构件尺寸选择适当的检测频率。
表 ９ 不同孔隙率模型多道信号相移法 表 １０ 不同检测频率模型多道信号相移法
计算结果（裂缝深度 ５ｃｍ） 计算结果（裂缝深度 ５ｃｍ）

孔隙率?％ 截止频率?ｋＨｚ 计算结果?ｃｍ 误差?％ 中心频率?ｋＨｚ 截止频率?ｋＨｚ 计算结果?ｃｍ 误差?％
０ １５．００ ４．７２ ５．５
１０ １４．４０ ４．１７ １６．７
１ １４．４０ ４．６９ ６．０
３０ １５．００ ４．７２ ５．５
２ １４．２０ ４．６９ ６．０
５０ １５．００ ４．７１ ５．７
３ １４．００ ４．７１ ５．７
７０ １５．００ ４．７１ ５．７
４ １３．２０ ４．５４ ９．１
５ ２７．６０ ２．０５ ５８．９ ９０ １５．００ ４．７２ ５．６

５ 结论

（１）相较于均匀介质，混凝土细观结构会产生低频散射信号，且频率透射比曲线的高频信号较强。
频率透射比法只能检测浅层裂缝，受较大缝厚比和细观结构影响，该方法会识别出多个截止频率，裂
缝深度计算误差较大，均匀介质模型和混凝土细观模型的最大计算误差分别为 ３９％和 ４２．７％。
（２）混凝土细观结 构 对 频 散 分 析 的 影 响 较 小，无 缺 陷 条 件 下 两 种 模 型 的 相 速 度 最 大 相 差 仅 为
１００ｍ?ｓ。表面裂缝会导致相速度显著下降并产生 “突变” 现象。与频率透射比法相比，不同表面裂
缝深度条件下，多道信号相移法对两种模型的截止频率有更好的识别能力，裂缝深度计算误差较小，
识别误差均不超过 ９．１％。
（ ３）混凝土的骨料粒径、含量和弹性模量的变化对多道信号相移频散分析法识别截止频率的影响
较小，裂缝深度计算误差均不超过 ９．１％。虽然检测区域的骨料分布密度会影响 Ｒ波波速，但影响较
小。检测频率及孔隙率会对该方法的识别效果产生较大影响，当 Ｒ波波长大于构件厚度时，无缺陷模
型的相速度会显著下降，从而产生较大的识别误差，裂缝深度计算最大误差为 １６．７％。当孔隙率为
４％和 ５％时，无缺陷模型的频散曲线出现了相速度突变点。孔隙率为 ５％时，相速度首个突变点明显
滞后，截止频率识别效果较差，裂缝深度计算误差达到 ５８．９％。
（ ４）在一定条件下多道信号相移法能有效识别混凝土表面裂缝的截止频率，然而，在实际检测过
程中，检波器与混凝土界面的耦合作用、环境噪音、混凝土中水分以及较大孔隙率都会影响该方法的
识别效果。例如，检波器耦合不好将会导致有效信号在界面处漏检，含水率和环境噪音较大时会影响

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