基于电磁反射法的混凝土节理检测原理及其新发展

陈家瑞 彭宁波 邵婷悦 张煜珩 范相龙

【摘 要】由于混凝土工程具有隐蔽性，其质量问题往往难以直接监测。为了保证工程质量，需要对混凝土结构进行检测，以确保工程的安全性。随着科技的发展，一些不破坏混凝土结构的检测方法被提了出来。电磁反射法作为其中的一种无损检测手段在工程实践中得到了良好的应用。文中对电磁发射法的基本原理与技术做了分析，并分析了其应用前景。

【关键词】无损检测；混凝土；电磁传播；介电常数

中图分类号：TU18 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）33-0068-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.33.030

【Abstract】Because of the concealment of concrete engineering， its quality problems are often difficult to monitor directly. In order to ensure the quality of the project， it is necessary to detect the concrete structure to ensure the safety of the project. With the development of science and technology， some testing methods that do not damage the concrete structure have been put forward. As one of the non-destructive testing methods， electromagnetic reflection method has been well applied in engineering practice. The basic principle and technology of electromagnetic launch method are analyzed， and its application prospect is analyzed.

【Key words】Nondestructive testing； Concrete； Electromagnetic propagation； Dielectric constant

0 引言

混凝土是當今一种被广泛使用的重要建筑材料[1]。混凝土的质量受各种因素的影响，如成分，工艺，环境，搅拌，成型和固化，并不能保证混凝土质量的一致性。由于混凝土工程属于隐蔽工程，其质量的检测一直是一件困难的事情，在历史上有很多因混凝土质量不合格造成的重大事故。随着科技的发展，无损检测作为一种有效的检测技术在混凝土缺陷检测方面开始得到应用[2-4]。

电磁检测技术就是以电磁波作为探测介质，根据电磁波在介质中传播时，对材料、结构、节理等因素的不同反应而研发的一种无损探测手段。物体的电磁特性会对电磁波造成较大的影响，因此电磁探测技术主要被用来探测被测物体的结构组成、内部节理等特性，如道路下空洞、裂隙，建筑裂隙等。可以预判空洞、裂隙、损伤的位置、范围，为安全性判断、维修提供帮助。电磁探测技术的最大探测深度可达10m，并且分辨率能够得到较高的保证。[5-6]

1 电磁反射法检测原理

电磁反射法是一种利用电磁信号在不同介质接触面发生反射的特性来进行介质检测的方法。通过一个发射器将特定属性的电磁波束发射出去，穿过介质表面，通过接收介质中发射回来的电磁信号来分析介质中的情况[7-9]。

1.1 电磁波的传播原理

电磁反射法探测是利用电磁波在介质中传播的原理进行检测工作的。在检测开始时，由检测设备的电磁波发射天线（Tx）将特定的电磁波束发射到介质中，当介质为均一介质时，电磁波的运行路线是直线传播，但遇到其其他介质表面（存在较大电性差异）后，会发生反射和入射现象，其中反射波传回地面后被探测设备中的接收天线（Rx）接收。除了反射波意外，沿介质表层传播的直达波也会被接收天线捕捉，检测设备会同时记录下反射波和直达波[8]。

3 混凝土结构无损检测技术前景

随着科学技术的发展，人们越来越重视建筑物的安全，对混凝土结构质量的要求越来越高。中国的混凝土测试技术有了很大的改进，但由于中国混凝土无损检测技术的研究和应用较晚，发展仍然不足，混凝土的无损检测技术尚未被广泛引用。然而无损检测不同于一般方法，它不会破坏混凝土结构，而是通过借助检测信号来进行的，通过无损检测技术得出的判别参数是定量的，比常规定性描述更为精确。因此，无损检测技术在建筑工程中的应用越来越受到业界的认可，并逐渐普及。另外，在对混凝土结构进行无损检测的过程中，应当在综合考虑好实际情况的基础上合理选择相应的无损检测技术，从而保证最终检测效果能真正符合实际需要。

4 结束语

随着国家的发展，科学技术的进步，人民生活水平的提高，以及建筑业的监管，检查越来越严格，建筑的质量要求也越来越高。尤其是现阶段，国家的基础建设快速发展，城镇化进程加快的时刻，越来越多的高性能混凝土被用到桥梁、房屋、地下设置等建筑物中，这对卫生检测技术提出了新的要求。无损检测技术可以检测隐蔽工程，在获得较高进度参数的同时，又不破坏混凝土本身，具有巨大的优势。可以在工程中广泛的应用。无损检测技术较多，电磁反射检测法作为其中具有优势的一种方法，已经被大量应用。但也存在需要一些局限需要我们继续完善。

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