第42卷第5期Vol.42,No.52023年9月JournalofAppliedAcousticsSeptember,2023⋄研究报告⋄超声阵列方法在层状结构损伤检测中的应用∗张邦†(中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430063)摘要：层状钢筋混凝土结构常见的裂缝、层间离缝等损伤具有尺度小、隐蔽的特点，常规检测方法无法对其精确查明与定量评价。以高铁层状无砟轨道结构为研究对象，使用阵列式超声装备采集半矩阵数据，利用全聚焦算法对轨道内部结构及损伤成像，通过线性旅行时插值射线追踪算法计算超声波在层状介质中传播的最短到达时间代入全聚焦成像公式，具有深度准确、分辨率高、聚焦性好的特点。提出一种层间密实度评价方法，以表面超声直达波能量为基准分析反射波能量差异计算密实指数，可定量分析无砟轨道层间状态。文中层状介质的检测和层间损伤定量评价方法有效查明层状无砟轨道层内裂缝和层间离缝，对使用超声波检测层状结构及层间损伤具有借鉴意义。关键词：层状结构；无砟轨道；全聚焦方法；射线追踪；定量分析中图法分类号:O426.9文献标识码:A文章编号:1000-310X(2023)05-0963-08DOI:10.11684/j.issn.1000-310X.2023.05.009ApplicationofultrasonicarraymethodindamagedetectionoflayeredstructuresZHANGBang(ChinaRailwayFourthSurveyandDesignInstituteGroupCo.,Ltd.,Wuhan430063,China)Abstract:Thedamageoflayeredreinforcedconcretestructure,suchascracksanddisjointbetweenlayers,issmallandhidden.Itcannotbeaccuratelyidentifiedandquantitativelyevaluatedbyconventionaldetectionmethods.Thelayeredballastlesstrackstructureofhigh-speedrailistakenastheresearchobject.Thehalf-matrixdataarecollectedbythearrayultrasonicequipment,andtheinternalstructureanddamageofthetrackareimagedbythetotalfocusingmethod(TFM).Theshortestarrivaltimeofultrasonicwavepropagationinlayeredmediaiscalculatedbylineartraveltimeinterpolation(LTI)raytracingalgorithm.Asaresult,TFMhashigherresolution,moreaccuratedepth,andbetterfocus.Anevaluationmethodofinterlayercompactnessisproposed.Thedensityindexiscalculatedbyanalyzingthedifferenceofreflectedwaveenergybasedonsurfaceultrasonicdirectwaveenergy,whichcanquantitativelyanalyzetheinterlayerstateofballastlesstrack.Inthispaper,themethodcaneffectivelyidentifytheintra-layercracksandinterl...
