淺談土木工程損傷檢測(cè)技術(shù)

李星星

（貴州理工學(xué)院 550000）

摘 要：隨著建筑行業(yè)的高速發(fā)展，土木工程損傷檢測(cè)技術(shù)行業(yè)也已經(jīng)發(fā)生了翻天覆地的變化，由傳統(tǒng)單一的檢測(cè)方法發(fā)展到如今科學(xué)檢測(cè)手段，其能夠更準(zhǔn)確的檢測(cè)土木工程的損傷情況，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)變化的實(shí)時(shí)監(jiān)控，基于此，本文分析了土木工程損傷檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，并淺析了具體的檢測(cè)技術(shù)和應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：土木工程；損傷檢測(cè)技術(shù)

前言：任何土木結(jié)構(gòu)都會(huì)由于材料本身老化、過(guò)度使用、環(huán)境侵蝕、缺乏維護(hù)等因素的影響而降低了安全性能，一旦發(fā)生事故將嚴(yán)重的危害人們的人身財(cái)產(chǎn)安全。因此要運(yùn)用相關(guān)的技術(shù)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)變化進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，能夠?yàn)榻ㄖ锏膿p傷情況提供準(zhǔn)確的判斷。隨著因?yàn)榻ㄖ匣踩鹿实姆ㄉ瘢藗円呀?jīng)逐漸的重視起土木工程損傷檢測(cè)技術(shù)，而該項(xiàng)技術(shù)隨著科技的發(fā)展，從傳統(tǒng)的依靠專家經(jīng)驗(yàn)判斷的方法過(guò)度到如今的科學(xué)設(shè)備檢測(cè)，而目前近十幾年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者還一直在尋找更為方便、快捷的檢測(cè)方法，從而提升檢測(cè)的準(zhǔn)確性和安全性。

一、土木工程損傷檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，傳統(tǒng)的土木工程損傷檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)不能夠滿足當(dāng)今建筑行業(yè)的需求，原始方法高度依賴專家經(jīng)驗(yàn)，沒(méi)有形成科學(xué)系統(tǒng)的檢測(cè)系統(tǒng)，而當(dāng)今的土木工程損傷檢測(cè)技術(shù)更多的依賴科學(xué)技術(shù)，逐漸形成了規(guī)范的方法和體系，對(duì)土木工程結(jié)構(gòu)的評(píng)定也更加有效和可靠。土木工程結(jié)構(gòu)檢測(cè)初始于上世紀(jì)五十年代，經(jīng)過(guò)了漫長(zhǎng)的研究，已經(jīng)形成了多種檢測(cè)方法，直到上世紀(jì)80年代，檢測(cè)方法逐漸形成了標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，并強(qiáng)調(diào)其綜合評(píng)價(jià)將其引入到工程總體中[1]。

傳統(tǒng)方法通常使用目測(cè)法，通過(guò)眼睛直觀的觀察土木工程結(jié)構(gòu)，憑借工作人員的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)對(duì)結(jié)構(gòu)老化程度進(jìn)行直觀認(rèn)定，此方法受到主觀因素影響，在加上建筑物的復(fù)雜性逐漸增強(qiáng)，建筑內(nèi)部的結(jié)構(gòu)老化和傾斜是肉眼看不見(jiàn)的，因此這樣的方法不夠可靠，容易造成巨大的安全隱患。隨后人們經(jīng)過(guò)了漫長(zhǎng)的科學(xué)研究，逐漸將檢測(cè)方法分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)，憑借科學(xué)技術(shù)，對(duì)工程質(zhì)量進(jìn)行全面的監(jiān)測(cè)[2]。

二、靜態(tài)檢測(cè)技術(shù)

（一）聲發(fā)射檢測(cè)

上世紀(jì)60年代首次應(yīng)用了聲發(fā)射法檢測(cè)了土木工程損傷情況，其具體原理是：當(dāng)物體受到外力和內(nèi)力的共同作用時(shí)，容易發(fā)生形變和斷裂，此時(shí)內(nèi)應(yīng)力減小，存儲(chǔ)在其間的能量會(huì)形成應(yīng)力波被釋放到環(huán)境中來(lái)。科技人員根據(jù)力波的釋放情況來(lái)斷定土木工程結(jié)構(gòu)損壞情況，并根據(jù)波的大小確認(rèn)損壞情況，尋找損害位置，此方法具有復(fù)雜性，容易受到外界環(huán)境干擾，因此發(fā)展緩慢[3]。

（二）超聲波法

超聲波法是靜態(tài)土木工程損傷檢測(cè)技術(shù)中具有代表性的一項(xiàng)技術(shù)，其應(yīng)用廣泛，是一種無(wú)損檢測(cè)方法。該方法的主要原理是根據(jù)超聲波在空氣介質(zhì)中傳播的性質(zhì)和規(guī)律與幾何體形態(tài)及力學(xué)之間進(jìn)行聯(lián)系，并通過(guò)超聲波傳播的特性分析，得出結(jié)構(gòu)內(nèi)部的損壞情況，可以準(zhǔn)確的確認(rèn)損壞部位。但由于波受到外界環(huán)境干擾較大，因此這種方法只能是用于結(jié)構(gòu)單一、形狀簡(jiǎn)單的土木工程檢測(cè)中。

（三）雷達(dá)波法

在靜態(tài)土木工程損傷檢測(cè)中，很多科技人員應(yīng)用了雷達(dá)波法，利用發(fā)射技術(shù)將雷達(dá)波通過(guò)天線傳入結(jié)構(gòu)內(nèi)部，并使高頻率的電磁波以波的形式在反饋到物體表面上，在利用天線接收，通過(guò)分析電磁波的傳播也行來(lái)分析當(dāng)前檢測(cè)物體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)變化，相關(guān)技術(shù)人員可以根據(jù)接收反射回的波的幅度、相位等信息等對(duì)介質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)損傷情況進(jìn)行確定和定位，在隱蔽工程檢測(cè)中較為實(shí)用。

（四）紅外檢測(cè)

隨著紅外技術(shù)的發(fā)展，人們?cè)跈z測(cè)土木工程的結(jié)構(gòu)變化時(shí)應(yīng)用了紅外檢測(cè)技術(shù)，利用原子運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的熱輻射對(duì)建筑物進(jìn)行鑒定，具體原理是將輻射定律以及熱傳導(dǎo)的微分方程進(jìn)行結(jié)合，通過(guò)分析輻射強(qiáng)度來(lái)判斷土木工程的損傷情況，但其輻射強(qiáng)度和并不能直接反應(yīng)材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和狀況等，因此在使用上還存在一定的局限性。

（五）射線法

射線法是利用X射線穿透物體進(jìn)入建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，并在穿透的過(guò)程中不斷的散射和衰減，通過(guò)材料中的缺陷和改變能引起材料對(duì)射線的吸收強(qiáng)度，由此可以判斷材料的內(nèi)部缺陷部位和缺陷程度。該檢測(cè)方法存在一定弊端，引入射線將帶給工程新的損害，再加上機(jī)械設(shè)備過(guò)于沉重，不便于測(cè)試中的移動(dòng)因此不進(jìn)行推廣。

三、動(dòng)態(tài)檢測(cè)技術(shù)

在上述靜態(tài)檢測(cè)技術(shù)的基礎(chǔ)和原理之上，結(jié)合力學(xué)知識(shí)，將結(jié)構(gòu)和震動(dòng)影響充分的融入到檢測(cè)中，從而形成了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)檢測(cè)。由于結(jié)構(gòu)物理特性函數(shù)是以模態(tài)參數(shù)來(lái)建立的，以結(jié)構(gòu)物理特性的變化會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)對(duì)振動(dòng)的響應(yīng)的位置相應(yīng)的變化，是對(duì)結(jié)構(gòu)整體進(jìn)行的檢測(cè)方法，與述的靜態(tài)檢測(cè)相比，其可以檢測(cè)大體型的相對(duì)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，多運(yùn)用在航空、精密機(jī)械結(jié)構(gòu)等上。此外這樣的檢測(cè)方法可以周邊的環(huán)境引起環(huán)震動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)工程結(jié)構(gòu)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。在大型項(xiàng)目的檢測(cè)中，該方法還存在一定的困難，還需要工作著進(jìn)行更多的研究，充分的考慮土木工程結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，避免環(huán)境因素過(guò)多的影響設(shè)備精度和檢測(cè)結(jié)果，其次該項(xiàng)技術(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)變化的敏感度較低，不利于早期發(fā)現(xiàn)變化，因此有關(guān)方法往往要求提供結(jié)構(gòu)早期信息，基于振動(dòng)的損傷識(shí)別方法是一種有著良好前景而又遠(yuǎn)未成熟的方法，必須進(jìn)行更深入的研究[4]。

四、結(jié)構(gòu)損傷診斷技術(shù)的應(yīng)用

土木工程結(jié)構(gòu)損傷診斷技術(shù)在當(dāng)今社會(huì)中有著廣泛的應(yīng)用，首先其可以應(yīng)用于新建工程結(jié)構(gòu)的鑒定中，利用機(jī)構(gòu)檢測(cè)結(jié)果來(lái)判斷該建筑是否達(dá)到了計(jì)劃中的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)檢驗(yàn)設(shè)計(jì)和施工的質(zhì)量有著重要的意義。同時(shí)可以廣泛的應(yīng)用舊工程的建設(shè)中，他可以很好的評(píng)估建筑的使用安全性，為建筑物的處理提供重要依據(jù)。其次還可用于災(zāi)后工程結(jié)構(gòu)的損傷診斷，評(píng)估損傷位置的嚴(yán)重性，確定其是否可以繼續(xù)使用或要進(jìn)行加固處理[5]。此外土木工程的損傷檢測(cè)技術(shù)還廣泛的應(yīng)用于重要工程結(jié)構(gòu)的監(jiān)測(cè)和結(jié)構(gòu)控制設(shè)計(jì)中，它能夠?yàn)樵O(shè)計(jì)提供重要的參考模型，檢測(cè)建筑物的穩(wěn)定性。因此相關(guān)部門(mén)要重視土木工程損傷檢測(cè)技術(shù)，加大研發(fā)力度，讓其能夠積極推進(jìn)其他行業(yè)發(fā)展[6]。

結(jié)論：綜上，土木工程損傷檢測(cè)技術(shù)是多種多樣的，這些技術(shù)能在特定的情況下對(duì)建筑物的結(jié)構(gòu)損壞做出準(zhǔn)確的評(píng)估，對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的工程來(lái)說(shuō)，僅僅依靠單一的檢測(cè)方法來(lái)進(jìn)行處理的話還不夠準(zhǔn)確，要結(jié)合多種檢測(cè)手段，實(shí)時(shí)的了解土木工程結(jié)構(gòu)變化，對(duì)結(jié)構(gòu)安全性做出及時(shí)地評(píng)估，為后行動(dòng)提供重要的科學(xué)依據(jù)，如今已是信息時(shí)代，要積極利用高效的智能運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制，促進(jìn)工程的高效運(yùn)轉(zhuǎn)，降低投資成本，大力發(fā)展土木工程檢測(cè)技術(shù)，為推動(dòng)建筑行業(yè)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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[6]翁光遠(yuǎn). 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)理論與應(yīng)用研究[D].西安建筑科技大學(xué)，2015.endprint