| 2 測試原理
CT 檢測是根據(jù)聲波射線的幾何運(yùn)動(dòng)學(xué)原理，利
用聲波發(fā)射、接收系統(tǒng)在被檢測物體的一側(cè)發(fā)射，
在另一側(cè)接收，用聲波掃描被檢測物體(如圖1 所
示)[1]。用于現(xiàn)場的觀測系統(tǒng)為一發(fā)多收聲系，即在
一側(cè)單點(diǎn)發(fā)射，另一側(cè)作扇形排列接收，然后逐點(diǎn)
同步沿剖面線移動(dòng)進(jìn)行掃描觀測。
很好的一致性。文[7]利用超聲波層析對(duì)橋梁鉆孔灌
注樁進(jìn)行檢測。文[8]利用地震波CT 技術(shù)對(duì)煤層上
覆巖層的破壞規(guī)律進(jìn)行探測，研究表明CT 技術(shù)具
有經(jīng)濟(jì)、直觀、高精度等特點(diǎn)。文[9] 將CT 技術(shù)應(yīng)
用到大壩的隱患檢測中，取得良好的效果。文[10]
討論了地震波層析成像技術(shù)及現(xiàn)場觀測方法，采用
全方位觀測地震波層析成像技術(shù)，獲取了三峽工程
永久船閘邊坡大尺度巖體地質(zhì)構(gòu)造分布及整個(gè)區(qū)域
以細(xì)小單元形式給出的波速分布參數(shù)，為地質(zhì)概化
模型分析、邊坡穩(wěn)定性分析及變形計(jì)算首次提供了
完整的力學(xué)參數(shù)“體”數(shù)據(jù)。
CT 測試在許多領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用，然而，
利用其對(duì)石質(zhì)文物的風(fēng)化程度進(jìn)行檢測鮮有報(bào)道。
超聲波CT 測試具有檢測分辨率高，對(duì)被測物無損
傷等特點(diǎn)，使其可成為檢測石質(zhì)文物風(fēng)化程度的有
力手段。筆者曾應(yīng)用超聲面波方法對(duì)故宮漢白玉欄
板的風(fēng)化程度進(jìn)行過測試評(píng)價(jià)，取得了較好的效
果[11，12] 。本文則從理論和方法上，對(duì)利用超聲透射
CT 檢測石質(zhì)文物風(fēng)化程度的方法進(jìn)行探討，以期為
石質(zhì)文物風(fēng)化程度測試提供更多的手段。在現(xiàn)場，
利用超聲穿透波法測得被測文物材料的縱波速度；
在室內(nèi)，對(duì)與被測文物材質(zhì)一樣的新鮮巖樣進(jìn)行測
試，也得到其縱波速度，將現(xiàn)場測得的風(fēng)化材料的
縱波速度與室內(nèi)測得的新鮮巖樣的縱波速度相比即
可得到被測文物材料的風(fēng)化程度。此外，還可以對(duì)
現(xiàn)場采集的新鮮巖樣和風(fēng)化巖樣進(jìn)行力學(xué)試驗(yàn)，得
到其主要的力學(xué)指標(biāo)，并將這些力學(xué)指標(biāo)分別與巖
樣的縱波波速進(jìn)行擬合分析，得到被測文物材料的
力學(xué)指標(biāo)與縱波波速之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系，根據(jù)擬合出
來的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式和現(xiàn)場實(shí)測的文物材料的縱波波速
即可得到被測文物材料的力學(xué)指標(biāo)分布現(xiàn)狀。利用
這套方法對(duì)浙江省義烏市南宋古橋——古月橋橋身
條石的風(fēng)化程度進(jìn)行測試，取得了較好的效果。
接收面
…
…
發(fā)射面
圖1 超聲透射CT 原理示意圖
Fig.1 Theoretic diagram for ultrasonic penetrating CT method
聲波在被檢測的物體中傳播時(shí)，縱波的走時(shí)是
速度v (x，y)和幾何路徑的函數(shù)，對(duì)于第i 條射線，
若射線的走時(shí)為ti，則有下列積分式：
1
ti =∫ds (i = 1，2，L ，n) (1)
Ri v(x，y)
式中：n 為射線的總條數(shù)，Ri 為第i 條射線的路徑。
如圖2 所示，將被檢測區(qū)域離散成一系列規(guī)則
的網(wǎng)格單元。由于劃分的單元較小，可將每個(gè)單元
中的縱波的速度vi (x，y) 看作常數(shù)，這樣就可以將
積分式(1)離散成線性方程組：
ti =Σ(m) dij
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石質(zhì)文物風(fēng)化程度的超聲波CT 檢測 另存為下載 文章應(yīng)用本所DB系列
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