土木工程結(jié)構(gòu)試驗(yàn)量測技術(shù)研究

李業(yè)

摘?要：?受到各種建筑工程質(zhì)量問題的影響，現(xiàn)如今，社會范圍內(nèi)對于土木工程的質(zhì)量給予了高度關(guān)注，而保障土木工程建設(shè)質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)之一就是保障土木工程結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，這也就涉及到土木工程結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)工作，而這也是整個土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工、安全鑒定及評估中的重要一環(huán)。其中所用的量測技術(shù)也是結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)結(jié)果精準(zhǔn)性的重要保障?；诖?，本文針對土木工程結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)中的量測技術(shù)展開了相應(yīng)的研究及分析。

關(guān)鍵詞：?土木工程;結(jié)構(gòu)試驗(yàn);量測技術(shù)

【中圖分類號】TB879??【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A?【文章編號】1674-3733（2020）18-0060-01

1?土木工程結(jié)構(gòu)試驗(yàn)及結(jié)構(gòu)量測技術(shù)概述

1.1?土木工程結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)簡述

這里所提到的土木工程結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)，就是針對土木工程，借助各類儀器設(shè)備以及實(shí)驗(yàn)技術(shù)方式的幫助，在包括重力、機(jī)械擾動力等在內(nèi)的荷載作用或者是包括溫度、形變等在內(nèi)的其他因素的作用影響下，通過實(shí)際測量各項(xiàng)和土木工程結(jié)構(gòu)工作性能有關(guān)的參數(shù)，對于土木工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)承載性能做出相應(yīng)判斷的一種方式。具體可以劃分為科學(xué)研究試驗(yàn)和生產(chǎn)鑒定試驗(yàn)兩種，其中前者的主要目的是將土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算的假定做出合理的驗(yàn)證，并通過全新設(shè)計(jì)規(guī)范的制定以及設(shè)計(jì)計(jì)算方式的改進(jìn)，為全新土木工程結(jié)構(gòu)、材料的發(fā)展和推廣提供經(jīng)驗(yàn)。而后者則是直接服務(wù)于土木工程的生產(chǎn)建設(shè)環(huán)節(jié)，這類結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)是以具體的建筑物或者是建筑結(jié)構(gòu)作為對象，并在經(jīng)過試驗(yàn)之后對建筑結(jié)構(gòu)或者構(gòu)件做出合理的技術(shù)判斷。

1.2?結(jié)構(gòu)量測技術(shù)簡述

土木工程結(jié)構(gòu)量測是一種將現(xiàn)行規(guī)范作為依據(jù)，并以實(shí)驗(yàn)作為主要技術(shù)手段的，在測量建筑工程結(jié)構(gòu)各項(xiàng)工作參數(shù)的前提下，真實(shí)判斷出建筑工程結(jié)構(gòu)承載能力和安全性能的一種技術(shù)。這一技術(shù)不但在土木工程安全性能判斷上有著十分重要的作用，并且在改造更新危舊房屋建筑以及判斷加固古建筑結(jié)構(gòu)損傷中同樣發(fā)揮著不小的作用。傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)量測技術(shù)可以很好地滿足土木工程研究及建設(shè)方面的要求，但在現(xiàn)如今信息化、網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展背景下，傳統(tǒng)量測技術(shù)的問題也逐漸暴露出來，并且在信息化技術(shù)的加持下，量測技術(shù)也得到了全新的發(fā)展。

2?土木工程結(jié)構(gòu)試驗(yàn)中所用量測技術(shù)分析

2.1?傳統(tǒng)位移量測技術(shù)

在土木工程結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)中，使用頻率較高的傳統(tǒng)位移測量技術(shù)主要是包括了接觸和非接觸兩種分類，其中的前者主要是借助經(jīng)典位移或者是百分表傳感器進(jìn)行結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)的，而后者則主要是借助以光學(xué)原理為基礎(chǔ)的非接觸傳感器來實(shí)現(xiàn)的。百分表作為一種較為常用的程度測量用具，就是將長度借助機(jī)械齒輪結(jié)構(gòu)在刻度盤上進(jìn)行相應(yīng)的放大，這也是最為原始的一種結(jié)構(gòu)位移測量方式。但是，該種測量方式無法針對位移測量數(shù)據(jù)做出自動化的精準(zhǔn)記錄，需要人工進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄工作，也正因如此，使得該種方式只適用于一些規(guī)模較小的結(jié)構(gòu)構(gòu)件試驗(yàn)中，當(dāng)前的土木工程結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)中已經(jīng)很少使用千分表接觸量測技術(shù)。而非接觸量測技術(shù)中所用的傳感器又以電感式和電阻式應(yīng)用最為廣泛，前者在量測的精度和;靈敏度上有著較大的優(yōu)勢，但其相應(yīng)頻率較低。無法在高頻動態(tài)的結(jié)構(gòu)量測工作中應(yīng)用。而后者則是在操作、分辨率、線性度上有著顯著優(yōu)勢，但其測量范圍相對較小，無法在位移量較大的結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行應(yīng)用。

2.2?圖形數(shù)字化技術(shù)

這一技術(shù)主要包括了數(shù)字?jǐn)z像測試和數(shù)字圖像處理兩種技術(shù)。在土木工程的結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)中，使用數(shù)字?jǐn)z影技術(shù)進(jìn)行土木工程結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)在效率方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)要高于傳統(tǒng)的量測方式，并且顯示的信息數(shù)量相對較多，不但可以將土木工程內(nèi)部結(jié)構(gòu)的影像做出真實(shí)客觀的顯示，并且可以在同一個瞬間內(nèi)針對多個結(jié)合目標(biāo)進(jìn)行攝取。土木工程在具體的運(yùn)行使用過程中，結(jié)構(gòu)會發(fā)生相應(yīng)的整體位移或者是局部變形等現(xiàn)象，通過數(shù)字?jǐn)z影技術(shù)和圖形處理技術(shù)可以將土木工程結(jié)構(gòu)中發(fā)生變化的參數(shù)做出準(zhǔn)確的確定。具體的測量方式就是在被測量的土木工程結(jié)構(gòu)的位置上固定一個明亮的光標(biāo)，隨后采用遠(yuǎn)距離設(shè)定儀器針對相應(yīng)的光標(biāo)位置進(jìn)行攝取，并隨后通過圖像處理技術(shù)將光標(biāo)的位置進(jìn)行確定。當(dāng)前這種技術(shù)已經(jīng)做到了針對百米甚至是千米之外的同步工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀測，尤其是適用于一些大型的土木工程建筑物的結(jié)構(gòu)觀測。除此之外，為了保證測量結(jié)果精度，就必須加強(qiáng)對各方面影響因素的控制，這也是保證土木工程結(jié)構(gòu)質(zhì)量的關(guān)鍵。

2.3?傳統(tǒng)應(yīng)變測量技術(shù)

在土木工程結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的量測技術(shù)中的應(yīng)變測量技術(shù)，其中又包括如下的幾種技術(shù)分類：第一，土木工程結(jié)構(gòu)應(yīng)變電測方法。這其中使用頻率最高的就是電阻應(yīng)變計(jì)測量方式。其主要原理就是將土木工程結(jié)構(gòu)事件的應(yīng)變轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電阻變化。在一般情況下來說，土木工程結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的應(yīng)變相對較小，由此引發(fā)的電阻因?yàn)檫^于微小很難進(jìn)行直接的測量，為此通常是使用惠斯登電橋?qū)⑦@一微小電阻轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的電壓和電流，在信號全面放大的前提下，準(zhǔn)確的得出相應(yīng)的應(yīng)變數(shù)值。這一方式在測量范圍和精度上有著較大的優(yōu)勢，并且由于當(dāng)代信息技術(shù)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了測量過程的自動化以及檢測結(jié)果數(shù)字化顯示的目標(biāo)。但凡事都有兩面性，這一種土木工程建筑結(jié)構(gòu)量測技術(shù)本身屬于接觸性的量測技術(shù)，不但在操作過程中較為繁瑣，并且一般只能夠進(jìn)行表面的應(yīng)變測量。除此之外，得出的應(yīng)變結(jié)果是應(yīng)變機(jī)自身敏感柵長度范圍內(nèi)的平均應(yīng)變數(shù)值，和真實(shí)的應(yīng)變數(shù)值之間存在一定的差異。第二，光測方法。在這一方法中光彈法和焦散線法方式是將光學(xué)和力學(xué)進(jìn)行全面結(jié)合從而進(jìn)行應(yīng)變分析的量測技術(shù)，雖然這一技術(shù)能夠做到非基礎(chǔ)性質(zhì)的全場結(jié)構(gòu)應(yīng)變測量工作，但一般情況下只能夠針對結(jié)構(gòu)或者是試件進(jìn)行相應(yīng)的定性分析，很難做出相應(yīng)的定量計(jì)算操作。并且由于該種測量方式的測量光路復(fù)雜性較高，需要在隔振平臺上進(jìn)行相應(yīng)的操作，也就使得在實(shí)際應(yīng)用中遭到了諸多的限制，從而無法在土木工程結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)中得到廣泛應(yīng)用。

總結(jié)：總的來說，近幾年隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，土木工程結(jié)構(gòu)試驗(yàn)量測技術(shù)得到了進(jìn)一步發(fā)展，測量結(jié)果精度和測量效率也都得到了顯著提升，這對提高土木工程結(jié)構(gòu)質(zhì)量具有重要的作用。

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