Page 145 - 2025年第56卷第10期
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4.1 骨料大小的影响 改变骨料最大粒径的混 表 5 研究方案
凝土细观模型如图 13所示，骨料含量均为 40%。 研究内容 模型设置
修正角度复合平面波成像（改进方法）的检 骨料大小影响 骨料粒径 2 ~ 20、2 ~ 30、2 ~ 40 mm
测结果如表 6 可知，当骨料最大粒径为 30 mm， 平均波速的影响 纵波波速 3800、3900、4000、4100、4200 m/s
PCA、线性拟合方法的角度检测绝对误差分别 裂缝位置的影响 裂缝深度 100、125、150、175、200 mm
为 1.7° 及 1.9° 。 当 骨 料 最 大 粒 径 为 40 mm，
PCA、线性拟合方法的角度检测绝对误差分别
图 13 不同最大骨料粒径 D 模型
max
为 1.2°和 0.5°。检测角度误差增大，可能原因有以下两点：（1）P 波波长 λ 约为 19 mm，当最大粒径为
30 和 40 mm 时，骨料粒径与波长比值≥0.75，骨料会产生强烈散射，对成像结果产生干扰。（2）目前采
用的 PCA 及线性拟合方法裂缝识别精度不高，检测结果不准确。
将复合平面波成像（传统方法）及角度修正复合平面波成像（改进方法）方法进行对比分析，如表 6
及图 14 所示，不同骨料粒径条件下，与传统方法相比，所提方法检测内部倾斜裂缝的效果较好，检测
角度误差均小于传统方法，长度绝对误差不超过 6.8%。
表 6 不同骨料粒径检测效果
裂缝角度 裂缝长度
最大骨料粒径/mm PCA 绝对误差/（°） 线性拟合绝对误差/（°） PCA 绝对误差/% 线性拟合绝对误差/%
传统方法 改进方法 传统方法 改进方法 传统方法 改进方法 传统方法 改进方法
20 7.2 0.5 7.5 0.1 14.5 2.2 14.7 1.5
30 7.6 1.7 7.9 1.9 11.2 5.1 11.3 5.0
40 6.1 1.2 6.4 0.5 3.5 6.8 3.5 5.8
图 14 不同骨料粒径两种检测方法检测效果
4.2 混凝土平均波速的影响 波速对超声成像反演结果影响较大，混凝土细观结构可能会引起局部波
速改变。混凝土模型的 P 波波速测量值为 3896.1 m/s，为了分析波速变化对所提方法检测精度的影响，
采用平均波速 3800 ~ 4200 m/s 进行反演成像。
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