為了檢驗(yàn)超聲波混凝土厚度測試儀（ACT）探測缺陷的能力，我們制作了一塊含有分層和空洞的混凝土板（見圖1，2，3所示）。板長60”(英寸)，寬120”，厚度分別為8”和4”。板在鋪筑了一層碎石灰石作為基底的開挖過的密實(shí)粘土上建造，并由鋼筋增強(qiáng)。在石灰石上鋪設(shè)了一層12”′24”大小的3/4”厚的泡沫薄片，及一層24”′24”大小的1”厚的鵝卵石層。

缺陷僅布設(shè)在8”厚的那部分板中。通過布設(shè)1/32”厚的三元乙丙(EPDM)橡膠薄片來產(chǎn)生分層。其中3個12”′12”大小的分層分別設(shè)置在2”,1/2”和1-1/2”深處，另外2個6”′6”大小的分層分別設(shè)置在1”和4”深處。通過使用3-1/8”′3-1/8”′23”大小的密封塑料管來產(chǎn)生空洞，密封塑料管頂面置于4-1/2”深的地方。而在鵝卵石基層上5”深的地方還布置了一塊12”′12”′1/4”大小的鋼板，另外該混凝土板還包有一個大小24”′24”的由水泥漿和鱗片石構(gòu)成的蜂窩缺陷。

測試步驟

1、用ACT對該混凝土路面進(jìn)行了掃描得到1121個數(shù)據(jù)，在X-Y 坐標(biāo)系統(tǒng)上建立間距為2” (ΔX = ΔY = 2”) 的灰度圖案，X坐標(biāo)點(diǎn)范圍從2-118，Y坐標(biāo)點(diǎn)范圍從2-58，如圖4所示.在每個數(shù)據(jù)點(diǎn)，得到一個2-30KHz范圍內(nèi)的主頻（共振頻率峰值）。

2、為便于數(shù)據(jù)采集和掃描報(bào)告生成,對每一個Y坐標(biāo)點(diǎn)（上諸如 2, 4, ...，58）創(chuàng)建1個記錄名。對每個記錄名，在每個X坐標(biāo)點(diǎn)處采集得到一個數(shù)據(jù)。通過這種數(shù)據(jù)采集方法可優(yōu)化生成掃描結(jié)果。通過微軟EXCEL電子表格顯示和分析,得到主頻形成的相對應(yīng)圖像，結(jié)果如圖5所示，其中灰色區(qū)域是與8”厚度區(qū)域共振頻率相對應(yīng)的，而藍(lán)色區(qū)域是與4”厚度區(qū)域共振頻率相對應(yīng)的。

測試結(jié)果

測試結(jié)果表明，在沒有缺陷的地方，主頻（厚度共振）所對應(yīng)的結(jié)果與8”和4”厚的混凝土板相一致。在有分層和空洞的區(qū)域，主頻由厚度共振變成彎曲共振。與厚度共振頻率相比，彎曲共振的頻率是十分銳利且低頻的。在泡沫基底區(qū)域，主頻結(jié)果與厚度的減少相對應(yīng)，在鵝卵石基底和蜂窩區(qū)域，得到的主頻與厚度共振頻率非常接近。由于采用的是濕的混凝土拌合物，認(rèn)為模擬的蜂窩不起作用且混凝土可以容易地在鵝卵石四周流動使石頭成為混凝土板的一部分。缺陷位置和掃描結(jié)果疊加圖清晰地表明了ACT檢測缺陷的能力和準(zhǔn)確性（見圖6）。

圖1. 8”到4”深的部分

圖 2 8”深處有缺陷、砂礫和泡沫基底

圖3混凝土板構(gòu)造分布圖

圖4. 按2”測試間隔分布測點(diǎn)的混凝土板

圖5 由ACT掃描混凝土板得到的數(shù)據(jù)繪制的EXCEL圖

圖6 缺陷位置和掃描結(jié)果疊加圖