楊 勝 ，陳 霞 ，王傳寶

（1.遼寧水利土木工程咨詢有限公司，遼寧 沈陽 110003；2.遼寧省遼陽縣小屯鎮(zhèn)水利站，遼寧 遼陽 111000）

1 工程概要與測強曲線分類

大伙房水庫輸水隧洞全長85.32km，D&B1-2號洞及D&B2標段長11.91km。該施工洞段采用復(fù)合式襯砌，邊頂拱采用馬蹄形斷面、長12m的鋼模板臺車，仰拱采用滑模施工，混凝土方量約為12萬m3，施工期為30個月。該洞段較長，對于采用破損法檢驗和評定混凝土強度費工、費時，檢驗成本高且損害襯砌的外觀質(zhì)量，而采用便捷的回彈法或超聲回彈法，將成為高效的檢驗手段?；貜椃ê统暬貜椌C合法都需要建立混凝土測強曲線。

建立曲線所使用的儀器設(shè)備主要有：UTA2000A型超聲無損檢測分析儀；ZC3-A型回彈儀；WE-1000B型下置式萬能試驗機；JYE-2000型壓力試驗機。

2 測強曲線回彈值聲速值的測試方法

2.1 回彈值試件測試方法

測試采用150mm×150mm×150mm的混凝土試件建立回彈與抗壓強度曲線。在試件上選取2個相對的測試面，每個測試面取8個測點，測點距試件邊緣不小于3cm。將試件用2.0MPa壓力固定在壓力機中，用回彈儀分別水平對準各測點，測定回彈值。從測區(qū)的16個回彈值中，舍棄3個最大值和3個最小值，將余下的10個值計算測區(qū)平均回彈值。

回彈值測試時應(yīng)注意：回彈值測試面要清潔平整，測點應(yīng)避開氣孔或外露石子，一個測點只允許彈擊一次；彈擊時，回彈儀的軸線應(yīng)垂直于試件表面，緩慢均勻施壓，不宜用力過猛或突然沖擊；讀數(shù)時可將回彈儀頂住表面，或按下按鈕，鎖住機芯；當(dāng)出現(xiàn)回彈值過高或過低時，應(yīng)查明原因，可在該測點附近（約30mm）補測，舍棄原測點。

2.2 聲速值試件測試方法

試塊聲時測量，應(yīng)取試塊澆筑方向的側(cè)面為測試面，宜采用黃油為耦合劑；聲時測量采用對測法，在一個相對測試面測3點，發(fā)射和接收換能器軸線應(yīng)在一直線上，試塊聲時值為3點平均值。試塊邊長測量精確至1mm，測量誤差不大于1%。試塊的聲速值按下式計算：

式中 v—試塊聲速值，km/s；tm—聲時，s；l—超聲測距，mm。

3 曲線方程的建立

3.1 回歸分析確定回彈法測強曲線

3.1.1 計算線性回歸方程式

根據(jù)實測的回彈值、抗壓強度，以最小二乘法計算出曲線的方程式。

其計算公式為：

其中：

計算方式采用CASIO fx－4500PA型計算器計算：利用計算器中的回歸計算LR模式中的線性回歸計算，將回彈值和抗壓強度值分別以x和y的格式輸入計算器中，（xi代表回彈值Ri，yi代表抗壓強度Fcu,i）計算結(jié)果分別為：

通過以上數(shù)據(jù)計算回歸系數(shù)b，以及a和線性回歸方程式：

線性回歸方程式為：

3.1.2 回歸方程式的相關(guān)系數(shù)及其檢驗

當(dāng)前數(shù)據(jù)容量為n＝60，對應(yīng)的相關(guān)系數(shù)為0.268（混凝土強度檢驗可信度α＝5%，采用內(nèi)差法計算）。r＞0.268，因此配成此線性方程是有意義的。

3.1.3 線性回歸方程的精度

由于y和x是相關(guān)關(guān)系，知道了x的值還不能精確地知道y的值，但可以通過回歸方程求出y的平均值。同一個x實測的y按正態(tài)分布波動，算出波動的標準差，則回歸的精度即可估計出來，在這里用剩余標準差表示配線的精度：

如用回歸方程來預(yù)報混凝土的抗壓強度，95%的機會不會超過±2S＝±3.196MPa。

3.2 回歸分析確定超聲回彈綜合法測強曲線

3.2.1 計算回歸方程式

將各試塊測試所得的聲速值、回彈值及抗壓強度匯總，進行多元回歸分析。計算采用CASIO fx－4500PA型計算器中回歸LR模式的乘方回歸計算，計算公式及結(jié)果分別為：

將以上各值代入正規(guī)方程：

聯(lián)立求解得：

B=-0.085276577

C=0.414032595

因為I=A+BJ+CK，

所以A=I-BJ-CK=2.416865215

A經(jīng)ex轉(zhuǎn)換為11.21066116。

最后得回歸方程式為：

fccu=11.21066116vb-0.085276577Rc0.414032595。

3.2.2 相關(guān)系數(shù)

回歸平方和：

3.2.3 相對標準誤差er計算

利用計算器的公式儲存功能將所得的回歸公式儲存到計算器中，分別輸入聲速值vi和回彈值Ri，計算出強度值 Fccui。

根據(jù)GBJ107《混凝土強度檢驗評定標準》回彈法的平均代表值34.4MPa大于設(shè)計強度31.6MPa；超聲回彈法的平均值大于設(shè)計強度31.6MPa；2種方法的最小值均符合要求 （強度等級的95%）。此部位混凝土強度符合標準要求。根據(jù)兩種方法的標準差和離差系數(shù)值，反映出這一施工部位的混凝土施工水平優(yōu)良。

4 曲線方程在工程中應(yīng)用的意義

回彈法、超聲回彈綜合法與鉆芯法進行結(jié)構(gòu)混凝土強度檢驗各有其優(yōu)缺點?；貜椃ê统暬貜椌C合法具有操作簡單靈活、適用范圍廣、費用低廉等優(yōu)點，但因其混凝土抗壓強度與某些物理量的相關(guān)性為基礎(chǔ)的，這種相關(guān)性往往受眾多因素的影響其測強結(jié)果有時誤差較大。建立測強曲線是提高回彈法和超聲回彈綜合法檢驗結(jié)構(gòu)混凝土強度質(zhì)量的重要保障。測強誤差減小，才能保證所得到的結(jié)構(gòu)混凝土強度接近于實際情況，并作為處理混凝土質(zhì)量問題或結(jié)構(gòu)性能鑒定的一個主要依據(jù)。鉆芯法直觀可靠，精確度高，但其成本較高，而且會造成結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的局部破壞，因此不能在整個結(jié)構(gòu)上普遍使用。以大伙房水庫輸水工程的D&B1-2號洞及D&B2標段主洞段結(jié)構(gòu)混凝土強度檢驗為例，將回彈法、超聲回彈綜合法和鉆芯法的優(yōu)缺點做比較，見表1。D&B1-2號洞及D&B2標段主洞段全長11.91km襯砌邊頂拱每板11.9m共1000板，每10板為一個檢驗批次；仰拱每100m作為一個檢驗批次，共計220批。以上費用、工時不包括路途或某些現(xiàn)場準備工作。

表1 鉆芯法、回彈法和超聲回彈綜合法檢驗結(jié)構(gòu)

測強曲線需要專建專用，它不具有普遍性和代表性。隨著試驗儀器的科學(xué)、便攜、簡潔、實用，也越來越多地應(yīng)用到工程檢測中。

[1]DL/T5150-2001，水工混凝土試驗規(guī)程[S].

[2]CECS0021988，超聲回彈綜合法檢測混凝土強度技術(shù)規(guī)程[S].