裂缝是混凝土结构中最常见的缺陷或损伤现象，大量的土木工程事故说明，混凝土结构的裂缝会严重影响工程牢固性、负载能力等，带来严重的工程安全隐患，如果不能及时对混凝土裂缝进行维修，必将发生安全隐患，因此，对混凝土裂缝的监测，及时采取养护措施，是保障工程质量安全的基础之一。 
1．混凝土裂缝的成因及影晌 
由于裂缝的成因、状态、发展以及在结构中的位置等的不同，对结构的危害性也有很大的的区别。严严重的裂缝可能危害结构的整体性和稳定性，对结构的安全运行产生很大影响。另一方面，也有些裂缝，如表面温度变化或干燥收缩引起的浅裂缝则无大的的影响。根据大量的观测资料，在混凝土结构物中出现的裂缝，大多数在竣工后1-2年内已产生。如果这些裂缝中注入水泥砂浆或者环氧树脂等充填材料，以防内部钢筋锈蚀）和裂缝补强（裂缝表i贴钢板等）都需要在明确裂缝的状态、成因的基础上才能合理、有效地进行。 
因此，为了确定裂缝的状态、发展和成因，以及合理评价裂缝对结构物的影响，选择适当的修补方案和时机，掌握其深度与其长度、宽度都是非常重要的。所不同的是，裂缝的深度则试较之长度和宽度测试要困难得多，通常需要采用钻孔取样的方法加以直接测试。但是，钻孔取样的方法除费时费力，对结构也有一定的损害以外，对深裂缝由于取样困难往往难以测试。同时，对于裂缝的发展也难以监测，因此，采用合理的无损检测方法是非常必要的。 
2．裂缝检测
裂缝深度的无损检测方法有多种。根据测试面的条件，可以分为单面平测法、双面斜测法和钻孔对测法。其中，单面平测法适用面最广。然而，目前常用的裂缝深度的无损检测技术大多是从金属材料的裂缝深度检测中发展而来，在应用于混凝土结构中会遇到各种问题，使得测试结果常常较实际深度偏浅很多。标准测试方法包括相位反转法和传播时间差法。这两种方法均采用接收信号的初始部分的特性，为目前较为通用的测试方法 
(1) 相位反转法 
当激发的弹性波（包括声波、超声波）信号在混凝土内传播，穿过裂缝时，在裂缝端点处产生衍射，其衍射角与裂缝深度具有一定的几何关系。相位反转法正是根据衍射角与裂缝深度的几何关系，来对裂缝深度进行快速测试的（图1-2）。将激振点与接收点沿裂缝对称配置，从近到远逐步移动。当激振点与裂缝的距离与裂缝深度相近时，接收信号的初始相位发生反转。 

该方法只需移动冲击锤或换能器，确定首波相位反转临界点，就可确定混凝土的裂缝深度。与其他混凝土裂缝深度检测方法相方法有简单直观的特点，有一定的实用价值。
(2) 传播时间差法
该方法适合混凝土结构物中的开口裂缝。其测试原理是激励产生的弹性波遇到裂缝时，波被直接隔断，并在裂缝端部衍射通过（图1-3）。其通过测试波在有裂缝位置和没有裂缝健全部位传播的时间差来推定裂缝深度的，裂缝深度越大，传播时间差也越长。

(3) 表面波法
该方法采用冲击弹性波中的瑞利波（表面波的一种）的衰减特性来测试混凝土构造物中的裂缝深度。由于P波和S波在媒体边界面上相互作用而形成，其传播速度比s  一边开回上相互作用而形成，其传播速度比s分，其特性非常适合于探测裂缝的深度。 
波在媒体表面受冲击所产生的弹性波中，能量最大，信号采集容易，对裂缝更为敏感。瑞利波在传播过程中所发生的几何衰减和材料衰减，可以通过系统补正，而保持其振幅不变。但是，瑞利波在遇到裂缝时，其传播在某种程度上被遮断，在通过裂缝以后波的能量和振幅会减少。因此，根据裂缝前后的波的振幅的变化（振幅比），便可以推算其深度。表面波法示意图见图1-4。
 
（二）混凝土缺陷
混凝土的浇筑需要多个步骤，其中的任何一个环节，都会影响混凝土内部的完整性,由于浇筑不密实等原因，会造成混凝土内部产生蜂窝、空洞等浇筑不密实的状况，这些内部缺陷会影响混凝的的质量安全，最终影响整个工程的安全，因此，对混凝土内部缺陷的检测是确保混凝土质量安全的必要环节，也是确保整体工程质量安全的前提。
超声波法检测比较成熟，目前普通检测仪器可以穿透几米厚度的混凝土，增大发射功率并对接受信号进行前置放大处理后，失真可以达到数十米。超声波法利用超声脉冲在技术条件相同（指混凝土原材料、配合比、龄期和测试距离一致）的混凝土中传播的速度、接收波首波振幅和接收信号频率等声学参数的相对变化的原理，来判定混凝土的缺陷。若结构某部分混凝土存在缺陷，通过该处的超声波与无缺陷混凝土相比较，超声波智能绕过裂缝或空洞传播到接收换能器，由于传播路程的正常，声时明显偏长（声速明显降低）、波幅和频率明显降低。另外，由于空气的声阻抗率小于混凝土声阻抗率，超声脉冲波在混凝土中传播时，遇到空洞、裂缝等缺陷，便在缺陷界面发生反射和散射，声能被衰减，其中频率较高的成分衰减更快，因此接收信号的波幅明显减少。再者，经过缺陷反射或绕过缺陷传播的超声脉冲波信号与直达波信号之间的声程和相位差叠加后互相干扰，致使接收信号的波形发生畸变。由此采用超声波对相同条件下混凝土进行声时、波幅、主频等参数的采集，对其变化直接进行综合分析，可判别混凝土结构缺陷的位置及范围：
(1) 平测法
当结构的裂缝所处部位只有一个可测面，可采用平测法检测，当在某测距发现首波相反时，可采取两个相邻测距的测量值进行计算，取多点测得值的平均值作为裂缝深度。
(2) 对测法
当结构被测部位具有两对互相平行表面时，可采用一对厚度振动式换能器，分别在两对互相平行的表面上进行对测。一般检测混凝土柱、梁等构件或钢管混凝土的内部密实情况及混凝土均质性都常用这种方法（图1-5）。

(3) 斜测法
当混凝土结构被测部位只能提供两个相对或相邻测试表面时，可采用斜测法（包括水平和竖直方向的斜测）检测，两个换能器既可以放在相邻的两个表面进行斜测，也可以在两个相对的表面进行斜测（图1-6）。检测混凝土梁、柱的施工接茬、修补和加固混凝土结合的质量多采用此方法。 
 
(4) 钻孔法
对于大体积混凝土结构，因测距太大，为了提高灵敏度，可在适当位置钻一个或多个平行于侧面的测孔或预埋测管，以缩短测距。检测时，钻孔中放置径向振动式换能器，用清水作耦合剂，在结构侧表面放置厚度振动式换能器。一般是将钻孔中的换能器置于某一高度保持不动，在结构侧面相应高度放置平面换能器，沿水平方向逐点测读声时、波幅，然后将孔中换能器调整一定高度，再沿水平方向逐点测试（图1-7）。