裂缝是混凝土结构中常见的现象。裂缝可能是塑性收缩或构造运动的结果。此外，由于混凝土构件超载或蠕变，裂缝也会发生。碱-集料反应和腐蚀等化学反应可引起开裂。材料和结构工程师感兴趣的是混凝土裂缝背后的主要原因，并确定现有裂缝的程度和严重程度。工程师经常使用两个参数来描述裂缝:裂缝宽度和裂缝深度。在这篇文章中，我们将回顾3种评估混凝土裂缝深度的方法。
裂缝是什么|混凝土为什么会开裂?
裂缝是混凝土中部分或全部通过构件(OSIM 2008）.在混凝土单元中，拉应力最初由混凝土和钢筋承载。当梁中的拉应力超过抗拉能力时，混凝土开裂。在此之后，拉力完全转移到钢筋上。
在混凝土施工、浇筑和养护过程中会出现裂缝。它们也可以在结构使用寿命的任何时候使用。裂缝可能是结构问题的标志，也可能是混凝土劣化的结果。有几个问题会导致混凝土出现裂缝，包括:
- 外部负荷过大
- 外部约束力
- 内部约束力
- 微分动作
- 定居点
在混凝土单元中，裂缝(收缩、热荷载和使用荷载)的宽度和分布主要由钢筋控制。在纤维增强混凝土中，纤维有助于控制开裂。由内部或外部化学反应引起的裂缝，或意外载荷(即爆炸或事故的冲击载荷)造成的裂缝在性质上是不同的，需要进一步调查以评估其对结构完整性和构件耐久性性能的影响。
如何评估混凝土裂缝?
目视检查和监测是了解现有裂缝的性质和潜在原因的第一步。例如，靠近支架的混凝土梁上的倾斜裂缝可能是剪应力的迹象，或者有生锈迹象的裂缝可能是钢腐蚀的结果。通常，裂缝宽度用于评估混凝土裂缝的严重程度，而裂缝深度用于评估单元的整体结构完整性。
1.裂缝宽度
混凝土表面裂缝的严重程度通常用裂缝宽度尺(裂缝计)。根据表面裂缝的开口，裂缝可以被描述为(如发际线般微小，或严重(几毫米的开口)。
2.裂纹深度
在某些情况下，结构工程师对裂缝深度测量很感兴趣。裂缝深度用于评价结构的完整性，验证结构的耐久性。裂缝深度测量可以帮助维修承包商评估维修成本。
根据工程性质的不同，工程师们依靠不同的侵入式和非侵入式技术来估计裂缝深度。
混凝土裂缝深度测量
一、混凝土芯目测
从缺陷中提取核心样品被认为是检验人员和工程师普遍采用的方法。这取决于裂缝的性质和裂缝的位置(它是否位于严重受损区域?(位于后张拉索上或周围)，岩心样品可以提供有关裂缝的程度、深度和严重程度的信息。一种方法是简单地提取岩心，并目测岩心孔和岩心，以寻找裂缝的可能原因。在另一种方法中，染料(使用压力)注入表面裂缝。随后，将从调查区域取出混凝土芯。样品在显微镜下研究，以确定混凝土裂缝的深度。
2Impact-Echo方法
在Impact-Echo测试时，在元件表面产生应力脉冲。脉冲扩散到测试对象，并被裂缝、缺陷或接口和边界反射。由反射波到达所引起的表面响应，由高精度接收传感器(马尔霍特拉和卡里诺，2004年）.当应力波在混凝土单元内传播时，由应力脉冲在表面发射的声波有一部分反射到不同材料刚度变化的边界层上。换能器接收到的数据通常在频域进行分析，以测量波速和厚度。这一程序已被标准化为ASTM C1383用冲击回波法测量混凝土板纵波速度和厚度的标准试验方法。
冲击回波可用于表面裂缝深度的评估。为此，需要一个带有两个传感器的冲击回波测试装置。
其中L1为水平弹着点到裂纹的距离;L2为第二传感器与表面开口裂纹之间的距离;L3为撞击点与第一传感器之间的距离;VP为纵波速度;Δt为纵波从撞击开始到到达换能器2的传播时间。
3超声脉冲速度(UPV)
超声脉冲速度(UPV)是一种有效的无损检测(NDT)方法，用于混凝土材料的质量控制和检测结构构件的损伤。UPV方法传统上用于材料的质量控制，主要是均匀材料，如金属和焊接连接。随着传感器技术的不断发展，该试验在混凝土材料的测试中得到了广泛的应用。混凝土超声检测是评价质量均匀性和裂纹深度的有效方法。试验程序已标准化为“混凝土脉冲速度的标准试验方法”(Astm c 597, 2016）.
要了解更多UPV方法及其应用，请单击在这里。UPV法可用于表面裂纹深度的估计。为了做到这一点，每个传感器应该放在裂缝的一侧，在给定的距离内。然后，在同一轨迹上改变传感器之间的距离。UPV测量将重复不同间距的传感器。
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Yuriy Vashpanov，孙正英，许光喜，Tatyana Podousova，和Yong Suk Kim，基于图像处理的混凝土裂缝几何参数的确定，土木工程进展，2019卷，文章ID 2398124, 14页。https://doi.org/10.1155/2019/2398124。
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