土木工程中的無損檢測技術及其應用分析

徐文強

這些年來，我們國家的經濟態(tài)勢朝著更好的方向發(fā)展，各種科學技術有了較大的突破，人們對美好生活的向往更加迫切，最主要表現(xiàn)在居住環(huán)境的改善上，并且對建筑房屋的要求也更加多樣化和精致化。這就需要土木建筑工程認真地創(chuàng)新建筑技術，并且運用無損檢測技術，從而更好地實現(xiàn)建筑結構的穩(wěn)固性以及土木工程質量的提升。當下，隨著土木工程中對無損檢測方法有了更高的標準，誕生了無損檢測這一技術方式，并且該技術方式也得到了有效的運用和發(fā)展。

一、常見的無損檢測技術

1.直接測量技術

物理量的直接測量是最簡單、最有效的檢測方法，適用于直接測量可以獲得被測屬性，或者根據直接測量結果進行推理確定的情況。這些情況包括：含水率的測定，通過應用稱重法來測定含水率，即混凝土的重量當它含有水分時，再烘干它，再當它不含有水分時，兩者之間的差別就是含水率?？梢钥闯?，該方法只能在實驗室條件下使用，很難在現(xiàn)場進行。但事實上建筑工程可以接受一點點的損壞，那么直接測量的技術方法也可以運用在實際施工地。比方說在需要檢測的墻體上面選取一塊樣品，然后按照上面的操作方法來測量含水量大小，這種方法簡單、方便而且又不需要太多的精力。其實電化學檢測也是直接檢測中的內容，也就是安裝電極在需要檢測的物體上面，然后測量所經過的電流大小，之后利用公式來進行計算，這樣就可以得到腐蝕電流的大小，也就可以計算出鋼筋腐蝕的速度。但是這種方法容易受其他因素的干擾，具有不可控性，因此該方法的測量準確度較低。

2.負荷響應技術

也就是檢測物體在受到載荷作用后的響應。測試時，負載不宜過大，否則會損壞待測對象。這種技術最常見的例子是振動分析。對于建筑物而言，其固有振動頻率主要由材料、結構形式和剛度決定。建筑物在風和其他干擾力的持續(xù)作用下會振動。擾動力一般是不規(guī)則的、廣譜的，可以激發(fā)幾乎所有的本征振動。通過對建筑物的振動進行測量，并對測量值的分析來確定建筑物的固有振動。在此基礎上，將實測振動頻率值與設計值進行比較，推斷目標建筑是否存在宏觀缺陷。

上述基于固有振動頻率監(jiān)測的無損檢測方法是綜合技術。激光干涉遙測本征振動較為常見，由于建筑物體積較大和結構的復雜多樣，并且固有的振動頻率較小，又因為頻譜比較復雜。這就容易出現(xiàn)兩種情況，首先，實際測量的時候容易受到外在環(huán)境振動的干擾；第二，在提取頻率的時候較為困難。所以這個時候，工程技術人員分析頻率的時候可以有必要地使用計算機和數(shù)字信號處理技術。除此之外，因為計算頻率的時候方法較為有限，這也要通過計算機來輔助完成。振動分析具有簡單方便和高效準確的特點，也是對于建筑完整性監(jiān)測和判定的重要技術手段。

3.應用探測媒介技術

（1）沖擊回波技術

測量結構在沖擊荷載作用下的響應。用一個小錘子手工敲打樣品，使其發(fā)出聲音。這個時候傳感器就可以接收到聲波信號了。如果樣品中有異常和缺陷，頻率會發(fā)生變化。施工人員可以借助FFT技術，也就是其中數(shù)字信號的處理功能，從而更好地分析回波頻率情況。該技術對孔、裂紋和分層的檢測和定位非常有效。由于把空氣當做聲波傳播的介質，因此不需要待測物體表面太光滑和整齊，但是這種技術的分辨效果和靈敏程度不太理想，并且它的速度也不快，隨著這些年不斷地更新和完善該裝置，從而大大提升了裝置的速度和運行效果。

（2）超聲脈沖回波技術

利用壓電換能器PZT產生和接收超聲波。根據聲學規(guī)律，對于脈沖回波，聲量與物體的機械量有關。超聲波聲速大小與材料的密度、剛度有關，它的傳播時間與聲速、距離有直接關聯(lián)，衰減程度取決于頻譜、介質主要成分的變化?；诖?，該技術在實際應用中得到了廣泛的應用，不僅可以用于缺陷檢測和定位工程中，而且在強度形成過程的監(jiān)測中發(fā)揮著重要的作用。然而，土木工程的超聲波檢測過程中會出現(xiàn)一些問題，比方說混凝土超聲吸收與散射超聲波聚合，而這些問題還有待解決和完善，這對于技術的運用存在一定的影響。

當下，從大量信息和實踐中可以知道增大超聲功率能夠緩解以上問題，但對于功率的要求較高，也就是需要使用到超大功率的換能器，通過它所傳達的超高功率超聲束，然后經過空氣向磚塊上方穿透。除此之外，還需要使用高科技的信號處理技術和顯示方法，才能更好地解決這些問題。

二、土木工程中無損檢測技術的應用

1.電磁感應法無損檢測技術的運用

電磁感應法無損檢測技是術主要用于土木工程的電磁感應板厚度測量方法的無損檢測技術，是使用兩個探針檢測，檢測樓板厚度分別位于兩邊的方向，電磁發(fā)射探測信號，然后由另一個探測器接收到的信號來源，信號處理裝置根據接收到的波形信號的運動特性進行分析，并自動計算兩個探頭之間的距離，即底板的厚度，并將測量結果進行傳輸和存儲。

2.磁粉檢測技術的運用

磁粉檢測技術主要是利用被檢查物具備鐵磁性原理，這樣可以有效地將可以檢測的被檢測物種有效排除出去，而且被檢測物需要具備鐵磁性質，比方說鋼板或者鋼管等材料。如果被檢測物的表層和表層旁邊存在缺陷，那么就會影響它的磁力線形狀，也就會改變磁場原本布局，把檢測用的磁粉散布在被檢測物的表層之后，局部磁場變化的地方吸附了磁粉后就會有不一樣的表現(xiàn)了。磁粉檢測技術操作起來較為簡單，成本不高，并且具備較高的測量準確度。

3.滲透檢測技術的運用

滲透檢測技術是利用可追溯的滲透流體逐漸滲透到被檢測的缺陷位置，然后利用成像試劑呈現(xiàn)滲透到被檢測缺陷位置的滲透劑，從而找到被檢測的缺陷位置。然而，這種檢測技術只能檢測非多孔固體表面的開孔缺陷。該檢測技術具有設備簡單、操作方便、檢測靈敏度高等特點。同時，它有很大的局限性，成本也較高。

4.渦流檢測技術的運用

渦流檢測技術適用于被檢測對象表面及其附近的缺陷，被檢測對象必須是導體。在交變磁場中出現(xiàn)渦流，之后按照渦流的大小與分布情況來判別被檢測對象。電渦流檢測技術自動化水平較高，操作簡單，但不能專門用來判斷缺陷的性質，檢測復雜的表面產品比較麻煩，設備價格比較昂貴。

三、土木工程無中損檢測技術的發(fā)展趨勢

在這個階段，中國土木工程無損檢測技術的應用，和發(fā)達國家仍有一定的差距，這種差距主要表現(xiàn)在x射線測試實時成像，各種各樣的超聲導波技術等，并在標準制定與無損檢測技術上有一定的差距，尤其是與無損檢測技術服務。因此，中國應與其他具備高超無損檢測技術手段的國家進行交流和溝通，不斷地提升自身的科研技術和能力，并且使我們國家的無損檢測技術和國際高超的無損檢測技術距離不斷縮小。

四、結語

無損檢測技術方式在土木工程建設與施工過程中具有較好的發(fā)展前景，這項技術方式可以降低工程建設的支出，并減輕施工人員的勞動強度，還能夠有效地監(jiān)測和控制好建筑物的整體與部分結構。當下，建筑工程中使用無損檢測技術和手段也面臨著大量挑戰(zhàn)，這就需要工程施工與建設人員強化無損檢測方法和技術，并且努力開發(fā)出更多類型的無損檢測方法，更好地推動土木工程建設與施工的順利進行。