超聲面波法在混凝土強(qiáng)度檢測中的應(yīng)用研究

楊道煌，劉江平，程飛，龐凱旋

(1.中國地質(zhì)大學(xué)(武漢) 地球物理與空間信息學(xué)院，湖北 武漢 430074；2.中國地質(zhì)大學(xué)(武漢) 海洋學(xué)院，湖北 武漢 430074)

0 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，全國對于城鎮(zhèn)規(guī)模的建設(shè)需求也在不斷增大，從而涌現(xiàn)出大量的建設(shè)工程。混凝土是公路、橋梁和房屋等建筑工程中最主要的材料，其使用范圍非常廣泛。在一種情況下混凝土結(jié)構(gòu)體的外層是不同的，因?yàn)橥ǔ谄浔砻娓采w一層其他材料(也可能是強(qiáng)度較低的混凝土)作為保護(hù)層或者裝飾。而另一種情況是受濕度、溫度(特別是在相對低溫的情況下)、化學(xué)和生物等因素引起表層性質(zhì)的變化，受損層的厚度可能隨時間增加，而且該層通常表現(xiàn)出較低的強(qiáng)度?；炷翉?qiáng)度的降低會引起嚴(yán)重的安全問題，造成重大的人員傷亡和巨大的財產(chǎn)損失，所以需要對混凝土結(jié)構(gòu)體進(jìn)行強(qiáng)度檢測，對存在于混凝土中的安全隱患進(jìn)行消除。

但是以往的混凝土檢測方法均存在一些不足，不能達(dá)到很好的效果，在實(shí)際應(yīng)用中受到了阻礙?；炷量箟簭?qiáng)度可以通過抗壓試驗(yàn)得到，但是在很多情況下對混凝土進(jìn)行抗壓試驗(yàn)是極其不方便的，且不易操作，實(shí)用性較差。抽芯取樣法對混凝土質(zhì)量可進(jìn)行準(zhǔn)確、直觀地判斷，但是會對原有結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的破壞?；貜椃ㄊ?0世紀(jì)60年代出現(xiàn)的一種混凝土強(qiáng)度檢測方法，該方法具有精度高等優(yōu)點(diǎn)，但是操作不夠簡便，實(shí)用性不強(qiáng)，不能反映混凝土層狀介質(zhì)參數(shù)。而瑞利波勘探作為一種工程地質(zhì)勘探方法[1-2]，在工程地質(zhì)勘察與檢測中得到廣泛的應(yīng)用[3-5]，而且可以利用瑞利波的頻散特征[6-7]，反演地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)，獲取層狀介質(zhì)的橫波速度[8-10]，該方法同樣可以應(yīng)用到混凝土介質(zhì)中。近些年來，隨著聲波檢測技術(shù)的發(fā)展[11]，出現(xiàn)了使用瑞利波方法識別混凝土參數(shù)的技術(shù)[12-14]，也可以在混凝土質(zhì)量檢測中得到應(yīng)用。

本文利用超聲波檢測儀得到實(shí)測的混凝土面波數(shù)據(jù)并提取頻散曲線[15-16]，通過阻尼最小二乘法和奇異值分解反演算法得到橫波速度[17-18]，結(jié)合彈性模量法和冪函數(shù)擬合法換算出強(qiáng)度值，從而對混凝土強(qiáng)度進(jìn)行評價。結(jié)果表明，使用瑞利波頻散曲線進(jìn)行混凝土強(qiáng)度檢測能夠達(dá)到實(shí)際要求，瑞利波方法可以進(jìn)一步完善混凝土實(shí)體質(zhì)量檢測手段，可對混凝土結(jié)構(gòu)物中的安全隱患進(jìn)行消除，避免了災(zāi)害的發(fā)生，有力地推動了混凝土工程的發(fā)展。

1 瑞利波勘探方法

1.1 反演方法

1.1.1 反演方程的建立

阻尼最小二乘法作為傳統(tǒng)的瑞利波線性反演方法的一種，具有方法簡單、反演速度快等優(yōu)點(diǎn)，也是瑞利波處理常用的通過反演相速度估計橫波速度的方法。水平層狀模型中瑞利波的相速度CRj可以根據(jù)公式

Fj(fj,CRj,VS,VP,d,h)=0, (j=1,2,…,m)

(1)

計算。式中：m為數(shù)據(jù)點(diǎn)的個數(shù)；fj為頻率；CRj為瑞利波的相速度；VS為S波速度向量；VP為P波速度向量；d為密度向量；h為厚度向量。

橫波速度是影響瑞利波相速度的主要因素，而縱波速度和密度的變化對瑞利波相速度的影響十分微弱，故在反演過程中這兩個參數(shù)作為已知量，減少了反演中的未知量，使反演過程得到簡化并提高了反演的穩(wěn)定性。因此瑞利波頻散方程可以表示為如下函數(shù)：

CRj=G(VS,fj) 。

(2)

在瑞利波的反演算法中，將橫波速度表示為向量x，瑞利波的相速度也可以表示為向量b。將式(2)Taylor級數(shù)展開并取一階近似，線性化后可以得到：

JΔx=Δb，

(3)

式中，J為函數(shù)G關(guān)于元素VS的一階偏導(dǎo)數(shù)所組成的m行n列(m>n)的雅克比矩陣；Δx為S波速度的修正量；Δb=b-CR(x0)是初始值的模型響應(yīng)和數(shù)據(jù)之間的差。

根據(jù)Marquardt法，在求解地球物理的線性反演問題時，式(3)中的目標(biāo)函數(shù)應(yīng)具有方差項(xiàng)和模型長度項(xiàng)兩項(xiàng)內(nèi)容。將目標(biāo)函數(shù)定義如下：

(4)

式中，‖‖2是L2的矢量長度；W是一個加權(quán)矩陣，W=LTL，L也是一個對角矩陣。α為阻尼因子。

1.1.2 反演方程的求解

利用Marquardt法將該問題簡化為：

(ATA+αI)Δx=g,

(5)

式中，I為單位矩陣；g=ATΔd為n維向量；A=LJ。

利用奇異值分解技術(shù)，矩陣A奇異值分解式為：

A=UΛVT。

(6)

利用奇異值分解后可得到橫波速度修正值：

Δx=V(Λ2+αI)-1ΛUTd,

(7)

式中：d=Lb，I為單位矩陣。

1.2 混凝土強(qiáng)度計算原理

我國最新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，C60強(qiáng)度以下的混凝土可采用邊長為150 mm的立方體試件作為混凝土抗壓強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)尺寸試件。按照《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》，制作邊長為150 mm的立方體，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)(溫度20±3℃、相對濕度在90%以上)條件下，養(yǎng)護(hù)至28天齡期，用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測得的極限抗壓強(qiáng)度，稱為混凝土標(biāo)準(zhǔn)立方體抗壓強(qiáng)度，以fcu,k表示。

1.2.1 彈性模量法

地震縱波和橫波在介質(zhì)中傳播的速度與介質(zhì)的彈性參數(shù)之間的定量關(guān)系為：

(8)

(9)

式中,λ，μ是拉梅常數(shù)；ρ是介質(zhì)的密度；E是彈性模量；ν是泊松比。

由式(8)和式(9)可以得到同一介質(zhì)中縱波和橫波速度比的關(guān)系如下：

(10)

利用式(10)可以計算出介質(zhì)泊松比，由式(9)可以得到彈性模量的關(guān)系式如下：

(11)

根據(jù)反演結(jié)果可以得到混凝土梁每層的橫波速度，根據(jù)式(11)就可以計算得出每層的彈性模量，關(guān)于彈性模量換算出混凝土強(qiáng)度的問題可由以下公式求解[19]：

(12)

式中：fcu,k是28天齡期立方體抗壓強(qiáng)度，MPa；E是混凝土彈性模量，GPa。

1.2.2 冪函數(shù)擬合法

為了將瑞利波方法應(yīng)用于混凝土強(qiáng)度檢測中，需要建立混凝土強(qiáng)度與瑞利波相速度之間的關(guān)系，經(jīng)過直線方程、指數(shù)方程、拋物線方程和冪函數(shù)方程回歸分析對比后，已證明使用冪函數(shù)擬合的效果最好[20]，得到兩者的關(guān)系如下：

(13)

式中：RC是混凝土強(qiáng)度，MPa；A、B是相關(guān)系數(shù)。

按對數(shù)線性回歸分析得到瑞利波相速度與混凝土強(qiáng)度關(guān)系表達(dá)式為：

(14)

式中：fcu,k是混凝土強(qiáng)度換算值，MPa；Vr為每層平均瑞利波相速度。

1.2.3 回彈法

回彈法是早期主要的混凝土強(qiáng)度檢測技術(shù)，在工程質(zhì)量檢測中得到廣泛應(yīng)用。回彈法計算混凝土強(qiáng)度的公式為[21]：

(15)

式中：fcu,k為推定強(qiáng)度，vai為縱波聲速，Rai為回彈值。

2 理論模型計算與試驗(yàn)

2.1 理論模型及強(qiáng)度計算

為了驗(yàn)證瑞利波方法用于混凝土強(qiáng)度檢測的可行性和有效性，設(shè)計了一個兩層混凝土梁模型。使用有限差分法對瑞利波進(jìn)行正演模擬，從模擬的地震記錄中提取頻散曲線，使用阻尼最小二乘法反演得到介質(zhì)各層的橫波速度和厚度，最后得到的瑞利波頻散曲線和橫波速度則可以用于計算混凝土強(qiáng)度。該模型的具體參數(shù)見表1。瑞利波正演模擬的網(wǎng)格點(diǎn)數(shù)為300×2 000，時間采樣步長為0.1 μs，震源設(shè)置采用主頻為20 kHz的雷克子波，邊界設(shè)置采用自由界面邊界條件和完全匹配層吸收邊界。

表1 兩層混凝土梁模型介質(zhì)參數(shù)Table 1 Medium parameters of two-layer concrete beam model

圖1a是兩層混凝土梁數(shù)值模擬的地震記錄，從圖中可見，PML吸收邊界條件對邊界的反射干擾吸收效果較好，其次使用了自由界面邊界條件，使層狀混凝土梁的瑞利波得到了有效模擬。圖1b為對圖1a使用相移法提取的頻散曲線，黑色的實(shí)心點(diǎn)為拾取的頻散曲線點(diǎn)。

采用阻尼最小二乘反演算法對理論頻散曲線數(shù)據(jù)進(jìn)行反演的結(jié)果如圖2a和2b所示。在橫波速度和厚度都是未知的情況下，初始模型總共分為30層，每層厚度均取為1 cm，初始模型中每層的橫波速度均相同，橫波速度在混凝土介質(zhì)合理的橫波速度范圍內(nèi)隨機(jī)生成。對圖2所示的反演結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，正演模擬獲得的頻散曲線與反演獲得的頻散曲線相吻合，兩者之間的相對誤差為0.2%，表明采用阻尼最小二乘法反演得到的頻散曲線和數(shù)值模擬得到的頻散曲線能夠很好的擬合，反演結(jié)果與模型參數(shù)相吻合，說明阻尼最小二乘反演算法可以很好地對層狀混凝土介質(zhì)頻散曲線進(jìn)行反演，為混凝土強(qiáng)度的計算奠定了良好的基礎(chǔ)。

圖3為表1設(shè)計的兩層混凝土梁模型的強(qiáng)度隨厚度的變化，圖中的長虛線為冪函數(shù)擬合法計算出的混凝土強(qiáng)度值，冪函數(shù)擬合法計算獲得的強(qiáng)度曲線具有最小值和最大值，分別對應(yīng)第一層和第二層的強(qiáng)度值，但是兩者之間的差值不大。圖中的短虛線為彈性模量法計算出的混凝土強(qiáng)度值，從圖中可以發(fā)現(xiàn)， 兩種方法計算得到的混凝土強(qiáng)度值差別較大。圖中實(shí)線為理論強(qiáng)度值，在第1層彈性模量法計算的強(qiáng)度值與理論強(qiáng)度值之間的誤差為1.10%，第2層兩者之間的誤差為0.77%。在第1層冪函數(shù)擬合法計算的強(qiáng)度值與理論強(qiáng)度值之間的誤差為49%，第2層兩者之間的誤差為18.7%，分層情況與正演模型相對應(yīng)。綜上分析，彈性模量法和冪函數(shù)擬合法計算混凝土強(qiáng)度是可以實(shí)現(xiàn)的，表明瑞利波方法能夠應(yīng)用于評價混凝土強(qiáng)度。冪函數(shù)擬合法計算的兩層強(qiáng)度值比較接近而且變化范圍較小，存在分層特性但不是很明顯，且計算的結(jié)果誤差較大，與彈性模量法相比實(shí)用性較差。

圖1 兩層混凝土梁模型瑞利波地震記錄(a)及頻散曲線(b)Fig.1 Rayleigh wave seismic record (a) and dispersion curve (b) of two-layer concrete beam model

a—頻散曲線數(shù)值模擬與反演結(jié)果的擬合情況;b—橫波速度反演結(jié)果a—fitting of numerical simulation of dispersion curve and inversion result;b—S-wave velocity inversion results圖2 兩層混凝土模型阻尼最小二乘算法反演結(jié)果Fig.2 Inversion results of damped least squares algorithm for two-layer concrete model

圖3 兩層混凝土梁模型強(qiáng)度與厚度的關(guān)系Fig.3 The relationship between strength and thickness of two-layer concrete beam model

2.2 試驗(yàn)方法

為了將瑞利波方法應(yīng)用于實(shí)際的混凝土強(qiáng)度評價中，將采用上述方法對實(shí)際中的混凝土梁進(jìn)行強(qiáng)度檢測，并與傳統(tǒng)的回彈法進(jìn)行比較。實(shí)驗(yàn)過程中利用聲波檢測儀的探頭在兩個被測混凝土梁表面以一定間隔沿直線剖面移動并得到面波記錄(圖4)。所使用的超聲波探頭是一般市場供應(yīng)的聲波儀，其探頭均為夾心式(郎之萬型的改進(jìn)型)，它的發(fā)射探頭主振動方向與換能器軸線平行，但其徑向也存在振動，在理論上超聲波探頭在混凝土表面可以產(chǎn)生瑞雷面波。為了得到完整準(zhǔn)確的瑞利波記錄，探頭與被測混凝土梁之間使用了不影響介質(zhì)性質(zhì)的耦合劑。瑞利波數(shù)據(jù)采集時，接收探頭沿第一塊混凝土梁(CB1)表面移動26道，在第二塊混凝土梁(CB2)表面移動18道，兩次實(shí)驗(yàn)的道間距均為5 cm，最小偏移距均為5 cm。

圖4 瑞利波數(shù)據(jù)采集Fig.4 Rayleigh wave data acquisition

圖5所示為采集到的混凝土梁瑞利波記錄。由于實(shí)測對象是處于不同地方的兩塊混凝土梁，兩塊混凝土梁介質(zhì)性質(zhì)不同，表面的光滑度也不相同，接收探頭在混凝土梁上的接觸不夠緊密或者耦合劑使用不足，導(dǎo)致圖5a中的地震記錄與圖5b相比區(qū)別較大，但是不影響瑞利波頻散特征的提取和分析。利用稱重法可以得到研究對象的密度，應(yīng)用超聲波對測法可以得到研究對象的縱波速度，橫波速度和每層厚度則使用阻尼最小二乘法反演得到，通過反演方法得到的橫波速度可用于研究混凝土強(qiáng)度。

接收到的面波記錄使用相移法處理并得到有效頻率范圍內(nèi)的頻散曲線，獲得的頻散曲線如圖6中的黑色實(shí)心點(diǎn)所示。反演方法采用阻尼最小二乘法，由于縱波速度和密度是已知的，所以反演時只需要反演橫波速度和厚度。初始模型總共分為23層，每層厚度均取為1 cm，初始模型中每層的橫波速度均相同，橫波速度在混凝土介質(zhì)合理的橫波速度范圍內(nèi)隨機(jī)生成。對反演得到的模型參數(shù)進(jìn)行理論計算可以得到反演結(jié)果模型的頻散曲線，理論計算方法采用的是快速矢量傳遞算法。反演后的頻散曲線如圖7a和圖8a中的實(shí)線所示，可以發(fā)現(xiàn)實(shí)測頻散曲線與反演頻散曲線擬合效果較好，對于CB1兩者的相對誤差為0.21%，對于CB2兩者的相對誤差為0.42%。圖4顯示了橫波速度結(jié)構(gòu)以及橫波速度平均值，表示了橫波速度在層狀混凝土梁中的變化情況。圖中的Vs1和Vs2分別表示混凝土梁CB1反演結(jié)果中的第1層和第2層的平均橫波速度，Vs3和Vs4分別表示混凝土梁CB2反演結(jié)果中的第1層和第2層的平均橫波速度，如圖中黑色虛線所示。兩塊混凝土梁的介質(zhì)參數(shù)如表2所示。反演得到的CB1總厚度為23 cm，反演得到的CB2總厚度為22 cm，結(jié)果符合實(shí)際情況。從頻散曲線的擬合程度和相對誤差來看，頻散曲線的擬合存在較小的誤差，擬合效果較好，誤差在可接受范圍內(nèi)，從而可以正確地對強(qiáng)度進(jìn)行計算和分析。

圖5 混凝土梁實(shí)測瑞利波記錄Fig.5 Raleigh wave recording of concrete beam

圖6 實(shí)測瑞利波頻散曲線Fig.6 Measured Rayleigh wave dispersion curve

a—實(shí)測頻散曲線與反演結(jié)果的擬合情況;b—橫波速度反演結(jié)果a—fitting of measured dispersion curve and inversion result;b—S-wave velocity inversion results圖7 混凝土梁CB1阻尼最小二乘算法反演結(jié)果Fig.7 Inversion results of damped least squares algorithm for concrete beam CB1

a—實(shí)測頻散曲線與反演結(jié)果的擬合情況;b—橫波速度反演結(jié)果a—fitting of measured dispersion curve and inversion result;b—S-wave velocity inversion results圖8 混凝土梁CB2阻尼最小二乘算法反演結(jié)果Fig.8 Inversion results of damped least squares algorithm for concrete beam CB2

表2 混凝土梁反演結(jié)果Table 2 Inversion result of concrete beam

3 混凝土強(qiáng)度評價與分析

彈性模量法與縱波速度和橫波速度有關(guān)，縱波速度可直接測量得到，所需要的橫波速度可以利用頻散曲線反演得到，根據(jù)彈性模量與縱、橫波速度的關(guān)系進(jìn)而求出混凝土梁的彈性模量值，彈性模量的大小對混凝土強(qiáng)度有直接影響，彈性模量值也可以評定混凝土的強(qiáng)度等級(圖9)。強(qiáng)度等級與彈性模量值以及強(qiáng)度值的關(guān)系如表3所示，最后利用彈性模量可以計算出混凝土強(qiáng)度。因此，彈性模量法無法作為一個單獨(dú)方法來對混凝土結(jié)構(gòu)體進(jìn)行評價，需要依賴反演方法或其他能獲得橫波速度的方法。冪函數(shù)擬合法是按對數(shù)線性回歸分析得到的面波相速度與強(qiáng)度的關(guān)系式，利用實(shí)測的瑞利波相速度，就可以換算出強(qiáng)度值，從而實(shí)現(xiàn)對混凝土強(qiáng)度的評價。冪函數(shù)擬合法在步驟上省略了反演過程，將頻散曲線直接應(yīng)用到公式中，簡化了求取強(qiáng)度的過程，但計算精度并沒有得到提高?；貜椃ㄗ鳛閭鹘y(tǒng)的獲取混凝土強(qiáng)度的方法，主要與縱波聲速和回彈值有關(guān)，利用回彈法可以對上述兩種方法進(jìn)行對比驗(yàn)證。三種方法計算得到的強(qiáng)度值及誤差如表4所示。

圖9 彈性模量與厚度的關(guān)系Fig.9 The relationship between elastic modulus and thickness

表3 混凝土強(qiáng)度等級Table 3 Strength grades of concrete

圖10表示混凝土梁的抗壓強(qiáng)度隨層厚的變化，圖10中的短虛線為彈性模量法計算出的混凝土強(qiáng)度值，圖中的實(shí)線為回彈法計算出的混凝土強(qiáng)度值。對于混凝土梁CB1和CB2，第1層的抗壓強(qiáng)度比第2層的抗壓強(qiáng)度低，其中R1與R2分別代表由回彈儀測量得到的混凝土梁兩個不同表面的回彈值。將彈性模量法和回彈法計算出的混凝土抗壓強(qiáng)度進(jìn)行對比，兩種方法計算出的抗壓強(qiáng)度幾乎吻合，對于CB1兩種方法計算的強(qiáng)度值，在第1層兩者之間的誤差為3.79%，在第2層為2.76%，對于CB2兩種方法計算的強(qiáng)度值，在第1層兩者之間的誤差為4.28%，第2層為4.26%。

圖11中長虛線和實(shí)線分別表示冪函數(shù)擬合法和回彈法計算的抗壓強(qiáng)度值隨層厚的變化。對于CB1兩種方法計算的強(qiáng)度值，在第1層兩者之間的誤差為30.16%，在第2層為19.1%，對于CB2兩種方法計算的強(qiáng)度值，第1層兩者之間的誤差為30.4%，第2層為26.49%。由此可知，使用冪函數(shù)擬合法計算混凝土強(qiáng)度的精度比彈性模量法低，彈性模量法的效果較好。彈性模量法對橫波速度和縱波速度要求較高，在實(shí)測過程中需要得到準(zhǔn)確的縱波速度，需要經(jīng)過嚴(yán)格的反演過程得到橫波速度，結(jié)合縱波速度和橫波速度就可得到較為準(zhǔn)確的混凝土強(qiáng)度。冪函數(shù)擬合法只與面波相速度有關(guān)，所以頻散曲線的質(zhì)量決定了強(qiáng)度計算的準(zhǔn)確性。冪函數(shù)擬合法強(qiáng)度曲線能直觀地表現(xiàn)出強(qiáng)度隨厚度的變化而變化，給定混凝土梁強(qiáng)度值的范圍，分層情況也與彈性模量法一致，可能由于按對數(shù)線性回歸分析得到瑞利波相速度與混凝土強(qiáng)度關(guān)系表達(dá)式不適用于本文中的實(shí)測對象，導(dǎo)致冪函數(shù)擬合法計算的結(jié)果與其余兩種方法計算的結(jié)果存在一些差異，表明該方法應(yīng)用范圍較窄。

按照規(guī)定，普通混凝土劃為14個等級，即：C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80。例如，強(qiáng)度等級為C25的混凝土是指25 MPa≤fcu,k<30 MPa。試驗(yàn)表明(以彈性模量法為例)，混凝土梁CB1第1層的強(qiáng)度等級為C20，第2層的強(qiáng)度等級為C45；混凝土梁CB2第1層的強(qiáng)度等級為C20，第2層的強(qiáng)度等級為C50。新規(guī)范規(guī)定混凝土結(jié)構(gòu)體的混凝土強(qiáng)度等級不應(yīng)低于C15，所以目標(biāo)混凝土梁滿足質(zhì)量要求。

表4 不同方法的強(qiáng)度值及誤差Table 4 Strength values and errors of different methods

圖10 彈性模量法和回彈法計算的強(qiáng)度對比Fig.10 Comparison of elastic modulus method and rebound method

圖11 冪函數(shù)擬合法和回彈法計算的強(qiáng)度對比Fig.11 Comparison of power function fitting method and rebound method

4 結(jié)論

在本文的研究中，使用超聲波檢測儀得到面波數(shù)據(jù)，獲得目標(biāo)混凝土梁的面波頻散曲線，采用阻尼最小二乘法對混凝土結(jié)構(gòu)體的面波頻散曲線進(jìn)行反演，有效地獲得了混凝土梁的橫波速度結(jié)構(gòu)，結(jié)合彈性模量法和冪函數(shù)擬合法，并且與傳統(tǒng)的回彈法進(jìn)行比較分析，實(shí)現(xiàn)對混凝土強(qiáng)度的評價。得到的結(jié)果表明：

1)通過阻尼最小二乘反演算法對混凝土梁的頻散曲線進(jìn)行擬合，反演結(jié)果較好，并得到了準(zhǔn)確有效的橫波速度結(jié)構(gòu)，采用超聲面波法可有效獲得混凝土梁橫波速度結(jié)構(gòu)，進(jìn)而能準(zhǔn)確地求取混凝土抗壓強(qiáng)度，可以為后續(xù)的混凝土強(qiáng)度評價提供準(zhǔn)確有效的初始條件。

2)彈性模量法和冪函數(shù)擬合法作為混凝土強(qiáng)度評價的方法均能得到目標(biāo)混凝土結(jié)構(gòu)體的強(qiáng)度值，經(jīng)過與回彈法的對比驗(yàn)證，彈性模量法計算得到的強(qiáng)度值與回彈法得到的強(qiáng)度值基本一致，均能得到較準(zhǔn)確的結(jié)果，且能夠達(dá)到實(shí)際精度要求，而冪函數(shù)擬合法計算得到的結(jié)果與其余兩種方法相比差異較大。與冪函數(shù)擬合法相比，彈性模量法需要明確混凝土結(jié)構(gòu)體的橫波速度、縱波速度和密度，而在一般情況下橫波速度是很難直接得到的，所以需要利用反演方法或者其他方法獲取橫波速度，而冪函數(shù)擬合法只與頻散曲線相速度有關(guān)，參數(shù)要求較少且減少了反演過程。彈性模量法在理論上多做了一些工作，也得到了更加準(zhǔn)確的結(jié)果，冪函數(shù)擬合法雖然簡便易實(shí)現(xiàn)，但是得到的結(jié)果不準(zhǔn)確，也表明冪函數(shù)擬合法實(shí)用性不強(qiáng)。在實(shí)際應(yīng)用中，與回彈法相比彈性模量法更方便實(shí)用，并且能獲得混凝土結(jié)構(gòu)體的內(nèi)部分層情況。

3)試驗(yàn)表明，利用瑞利波檢測混凝土結(jié)構(gòu)體強(qiáng)度是可行且有效的，使用瑞利波方法進(jìn)行混凝土強(qiáng)度檢測能夠達(dá)到實(shí)際要求，可以進(jìn)一步完善混凝土實(shí)體質(zhì)量檢測手段，可對混凝土結(jié)構(gòu)物中的安全隱患進(jìn)行消除，也可以是以后混凝土質(zhì)量檢測的發(fā)展方向。