本研究目前己得之初步結果主要可分成三部分，第一部分在不同 水灰比及預埋一、二、三道不同損傷程度的裂縫混凝土梁試體，及無 損傷之混凝土試體進行超音波波速之量測與圓柱混凝土抗壓試驗，將 所得資料著手進行? 歸分析，建立混凝土強度與超音波波速之關係 式，進一步推估不同程度裂縫損傷混凝土之傳遞波速與混凝土弱化強 度之關係。
第二部分主要為利用超音波檢測技術，針對不同裂縫數目損傷混 凝土梁進行傳遞波速的量測，以所測得之傳遞波速藉由波速與彈性模 數之關係式求得不同程度裂縫損傷混凝土梁的損傷彈性模數。
第三部分經由超音波所量測的己損傷及無損傷彈性模數，將所得 初步結果以波速、材料常數與損傷度之關係式，得出量化之不同裂縫 程度損傷度。各項試驗之試體尺寸及數量如表 5-1 所示。以下就實驗 數值進行分析與討論。
1. 以弱化理論與ＡＣＩ規範公式求得損傷度
本研究利用不同水灰比 0.4、0.45、0.5、0.55、0.6、0.65 和 0.7 及不同數目之壓克力盒作為裂縫預埋物之混凝土長樑試體，其中分別 預埋一、二、三道不同損傷程度的裂縫，製成不同級配之矩形損傷混
凝土梁試體，並控制預埋物置於矩形混凝土中心位置，利用超音波檢 測技術之直接傳遞法對於損混凝土進行傳遞波速之量測。
特製作預埋單一、雙重及三重裂縫之混凝土材料，灌注相對應之 圓柱抗壓試體進行抗壓強度試驗與超音波波速量測，並利用? 歸分析 方法得其? 歸分析圖如圖 5-1 及數據如表 5-2~5-4 所示，將所得之抗 壓強度與波速之? 歸公式視為波速與混凝土強度之關係式，因此損傷 波速與混凝土弱化強度之關係式為：
預埋單一裂縫
f
cw′ = 0 . 1018 e
0.0019VW B （5-1）預埋雙重裂縫
f
cw′ = 0 . 0417 e
0.0021VW B （5-2）預埋三重裂縫
f
cw′ = 0 . 2742 e
0.0016VW B （5-3）其中
f
cw′
：混凝土弱化之強度，kgf/cm2。V
WB：由直接傳遞法所測得之超音波波速，m/s。利用預測混凝土弱化強度關係式(5-1)、(5-2)、（5-3）所預測之混 凝土弱化如表 5-5~5-7 所示。由表 5-5~5-7 顯示混凝土內部含裂縫數 目越多，其弱化強度越明顯。
以預埋裂縫損傷傳遞波速與水灰比繪製趨勢圖，如圖 5-2 所示。
由圖可知預埋單一裂縫損傷傳遞波速會隨著水灰比之增加有下降的 趨勢、而在預埋雙重裂縫及三重裂縫其損傷傳遞波速與水灰比之關係 亦有相同之趨勢。且在同一水灰比之下，隨著預埋裂縫數的增加，其
損傷傳遞波速亦隨之產生下降趨勢。
以預測弱化混凝土強度與水灰比繪製趨勢圖，如圖 5-3 所示。可 知由混凝土弱化理論所預測預埋單一裂縫之混凝土弱化強度隨著水 灰比之增加有下降的趨勢、而在預埋雙重裂縫及三重裂縫之預測模式 亦有相同之趨勢。且在同一水灰比之下，隨著預埋裂縫數的增加，其 預測弱化混凝土強度亦隨之產生下降趨勢。
以預埋裂縫弱化混凝土強度與損傷波速繪製趨勢圖，如圖 5-4 所 示。可知由混凝土弱化理論所預測預埋單一裂縫之混凝土弱化強度隨 著損傷波速之增加有上升的趨勢、而在預埋雙重裂縫及三重裂縫之預 測模式亦有相同之趨勢。且混凝土樑內含裂縫數目越多，其弱化強度 亦有減小的趨勢。
依據ＡＣＩ規範與弱化強度計算含單一、雙重及三重裂縫混凝土 長梁之彈性模數，所得數據如表 5-8~5-10，並與損傷波速繪製趨勢 圖，如圖 5-5 所示。可知由混凝土弱化理論所預測預埋單一裂縫之混 凝土弱化強度計算彈性模數隨著損傷波速之增加有上升的趨勢、而在 預埋雙重裂縫及三重裂縫之預測模式亦有相同之趨勢。
根據未損傷彈性模數與損傷彈性模數，數據如表 5-11~5-16 所 示，應用損傷變量公式
E D E
~ 1 −
=
可求得損傷度。將以弱化理論所預測 之損傷度與水灰比關係繪製趨勢圖，如圖 5-6 所示，可看出當同水灰比之下，其損傷度隨裂縫數之增加而有增加之趨勢。損傷度亦會隨著 水灰比之下降而增加。
2. 密度? 歸方程
本研究利用水灰比為 0.4、0.45、0.5、0.55、0.6、0.65 和 0.7 之 製作圓柱試體並進行混凝土單位重試驗結果如表所示，於養護 28 天 後進行超音波波速之量測，將混凝土單位重與所得超音波波速數據進 行預測公式之? 歸。其數據如表 5-17~5-20 所示及其回歸分析圖如圖 5-7。所獲得密度預測公式如下:
2 . 8220 7884
. 2 003 .
0
2− +
= v
Lv
lρ
(5-4)ρ
：密度kgf/ m3v
L：縱波波速m / s
3. 以超音波波速計算損傷度
本研究利用配比為 0.4、0.45、0.5、0.55、0.6、0.65 和 0.7 之水 灰比以壓克力盒作為預埋物的混凝土梁試體，其中每組又分預埋單 一、雙重、三重不同損傷程度的裂縫，製成不同級配之矩形損傷混凝 土梁試體，並控制預埋物置於矩形混凝土中心位置，利用超音波檢測
技術之直接傳遞法對於損混凝土進行傳遞波速之量測。
將所測得之波速代入波速與彈性模數之關係式中以求出彈性模 數，數據如表 5-21~5-23 所示，其中密度以實驗所得之預測公式(5-4) 代入以求出含裂縫之長梁之密度。利用水灰比與彈性模數繪製曲線 圖，如圖 5-8 所示，在含單一裂縫時其以水灰比與彈性模數所得之數 據繪製曲線圖中，明顯可看出彈性模數隨著水灰比的增加而有上揚的 趨勢。利用水灰比與彈性模數繪製趨勢圖，如圖 5-7 所示，可知在同 一裂縫下彈性模數隨水灰比之增加而下降。
以超音波檢測技術量測得之彈性模數，並利用己得知之未損傷彈 性模數與損傷彈性模數，應用損傷變數公式
E D E
~ 1 −
=
可求得損傷度。如表 5-24~5-29 所示。並繪製其趨勢圖，如圖 5-9 所示，可看出當同 水灰比之下，其損傷度隨裂縫數之增加而有增加之趨勢。損傷度亦會 隨著水灰比之下降而增加。
4. 比較以弱化強度/ACI 公式與超音波波速量測求得之損傷度 弱化理論與超音波技術所求得單一裂縫混凝土之損傷度趨勢圖如 圖 5-10，圖 5-11 為雙重裂縫混凝土損傷度趨勢圖，圖 5-12 為三重裂 縫混凝土損傷度趨勢圖。當含單一裂縫時，超音波進行量測時，因受 其它因素如孔隙、搗實不完全等所影響，故由超音波技術評估之損傷 度並不完全僅因裂縫所引起，造成圖 5-10 由超音波技術評估之損傷
度趨勢曲線會高於由弱化強度/ACI 公式所評估之損傷度。而當含二、
三重裂縫時，由超音波技術所評估之損傷度明顯受到裂縫所控制，故 由圖 5-10 及 5-11 二、三重損傷度比較趨勢由超音波技術評估之損傷 度皆低於弱化強度/ACI 公式所評估之損傷度。將單一、雙重及三重 裂縫混凝土損傷度與水灰比繪製趨勢圖如圖 5-13 所示，可發現以兩 種方法所計算之損傷度皆會因裂縫增加而增加，其同一裂縫下，亦隨 水灰比增加而增加。
進行預測混凝土弱化強度之? 歸時，因所得數據? 歸公式之誤 差，進而影? 在應用弱化強度/ACI 公式計算雙重及三重裂縫損傷混 凝土之損傷度趨於保守。
應用超音波非破壞檢測技術量測損傷混凝土之損傷度在固定裂 縫數目下是隨著水灰比的增加而增大。同時在相同水灰比下，損傷混 凝土之損傷度亦隨裂縫數目增加而變大。其結果與弱化強度/ACI 公 式計算之結果趨勢相互吻合，但是兩者其損傷度之計算結果卻仍有相 當程度的差異。
5. 超音波法與抗壓強度/ACI 公式計算混凝土彈性模數之結果與不 同學者之比較
本究研分別以超音波法及抗壓強度/ACI 公式計算混凝土彈性模 數，以超音法求得普通混凝土之彈性模數為 2.72E+09 kg/m2~3.41E+09
kg/m2，平均為:3.22E+09 kg/m2；以抗壓強度/ACI 公式計算之普通混 凝土彈性模數為 2.36E+09 kg/m2~3.54E+09 kg/m2，平均為 2.97E+09 kg/m2。學者張秀珍於以不同檢測方法測定混凝土動彈性模數研究 中，以超音波法求得普通混凝土彈性模數為 3.07E+09 kg/m2~3.50E+09 kg/m2，平均為 3.22 E+09 kg/m2，以抗壓試驗求得普通混凝土之彈性 模數為 3.07E+09 kg/m2~3.50E+09 kg/m2，平均為 3.22 E+09 kg/m2。學 者王立邦於超音波法量測混凝土彈性模數之研究中以超音波法得到 普通混凝土之彈性模數為 31.89Gpa=3.25E+09 kg/m2，以抗壓試驗求 得之普通混凝土之彈性模數為 29.7Gpa=3.09E+09 kg/m2。由表 5-30 可觀察出本研究以超音波法所得之彈性模數與兩位學者之結果相當 接近，由此可知本研究以超音波技術量測彈性模數之準確性相當良 好。而本研究以抗壓強度/ACI 公式計算所求得之彈性模數與兩位學 者以抗壓試驗所求得之彈性模數有些差距，但都趨近於 3E+09 kg/m2。