探析土木工程結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)

摘要：土木工程結(jié)構(gòu)的檢測技術(shù)是一種不斷發(fā)展永無止境的技術(shù)，因誤差是不可避免的，而對現(xiàn)有檢測技術(shù)進行的強化升級也只是在最大限度地減少與真實情況之間的距離，因此相關(guān)的結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)還會有很大的發(fā)展空間，本文先從土木工程結(jié)構(gòu)的類型著手，大致介紹了相關(guān)的主要結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)，隨后根據(jù)這些技術(shù)提出了一些加強的方法，對其結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)的整體情況進行了相應(yīng)探討。

關(guān)鍵詞：土木工程;結(jié)構(gòu)檢測;檢測措施

1.土木工程結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)的意義

土木工程結(jié)構(gòu)是各類建筑的堅實骨架，如果其稍有差池，將會直接威脅到使用者的人身財產(chǎn)安全，而針對土木工程結(jié)構(gòu)的檢測技術(shù)也因此在工程中具有了很重要的社會經(jīng)濟效益。只有有效采用土木結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)，對整個施工過程加以控制，才能保證工程質(zhì)量。

2.土木工程結(jié)構(gòu)檢測的主要技術(shù)

2.1砌體結(jié)構(gòu)的檢測技術(shù)

砌體結(jié)構(gòu)是現(xiàn)有土木工程中一種較為常見的結(jié)構(gòu)，在很多不同的建筑中都發(fā)揮了較好的作用。但其自身也有著一些不容忽視的缺陷，由于砌體的自重通常較大再加上其粘結(jié)度與強度均較低，使得砌體在受到強大外力時極易出現(xiàn)相應(yīng)的損壞，基于對整個砌體結(jié)構(gòu)建筑的質(zhì)量的考慮應(yīng)對廣泛使用的砌體結(jié)構(gòu)進行一定的檢測。

砌體結(jié)構(gòu)可用動態(tài)檢測與靜態(tài)檢測兩種方法進行檢測，但也應(yīng)根據(jù)材料的不同選擇適宜的具體檢測技術(shù)。例如對于石塊砌體而言，鉆芯法較為適合。但對于磚體砌體來說，則應(yīng)將鉆芯法與回彈法結(jié)合起來使用，或者單獨用回彈法進行檢測。

砌體結(jié)構(gòu)檢測的重要參數(shù)是自重砂漿輕度，這個參數(shù)通常采用推出法與筒壓法進行測定。筒壓法的步驟有四：1.碾碎并烘干樣本砂漿;2.分清步驟1中處理過的砂漿顆粒的級配;3.將此砂漿裝進承筒進行筒壓操作;4.根據(jù)筒壓結(jié)果判斷砂漿強度是否與質(zhì)量要求相吻合。推出法則有三個步驟;1.用推出儀推出砌體結(jié)構(gòu)墻體中的磚塊;2.測定推出磚塊時所使用的水平推力及推出磚塊的表面砂漿飽滿度;3.根據(jù)步驟2中測定的兩個參數(shù)判斷砂漿的強度，并與相應(yīng)的質(zhì)量要求進行對比。

2.2混凝土結(jié)構(gòu)的檢測技術(shù)

混凝土結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)通常是采用鉆芯法、超聲法和回彈法。鉆芯法比較可靠直接，但是對整個土木工程的建筑結(jié)構(gòu)存在一定的損傷，通常沒有得到業(yè)主認可和容易產(chǎn)生嚴重后果的前提下，都不會采用這種檢測方法。而超聲法則是一種比較先進的檢測技術(shù)，它是利用超聲波在混凝土結(jié)構(gòu)中的傳播參數(shù)來對整個混凝土的結(jié)構(gòu)進行檢測，由于混凝土中的材料成分復(fù)雜，對超聲波的衰減和吸收的差異性較大，當(dāng)整個混凝土結(jié)構(gòu)對整個超聲波傳播中產(chǎn)生的具體參數(shù)變化情況一定時，就可以根據(jù)具體的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行內(nèi)部結(jié)構(gòu)是否出現(xiàn)裂縫或空洞的情況進行確定，檢測出內(nèi)部結(jié)構(gòu)的缺陷狀態(tài)。鉆芯法一般都是采用專門的水冷式鉆機，在整個混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)建上進行采樣，然后在開始混凝土結(jié)構(gòu)的抗壓強度的實驗，進而推斷出整個混凝土內(nèi)部的結(jié)構(gòu)缺陷情況。

2.3鋼結(jié)構(gòu)的檢測技術(shù)

鋼結(jié)構(gòu)的主體是鋼材，對其結(jié)構(gòu)的檢測也就是對相應(yīng)鋼構(gòu)件的各方面性能與質(zhì)量的檢測。鋼結(jié)構(gòu)檢測可從以下兩個方面進行：1.構(gòu)件的尺寸偏差、變性損傷及相應(yīng)的構(gòu)造與涂裝;2.構(gòu)建材料彼此間的連接情況與相應(yīng)的性能測定。在鋼結(jié)構(gòu)的檢測中有時也會牽涉到鋼構(gòu)件性能的檢測，這時可采用實載檢測或者動力測試的方法。

相對于混凝土結(jié)構(gòu)與砌體結(jié)構(gòu)而言，鋼結(jié)構(gòu)的材質(zhì)均勻、強度高、自重輕、韌性塑性較為良好，因此其在土木工程中的應(yīng)用優(yōu)勢十分顯著，越來越多的工程也開始采用這種結(jié)構(gòu)，相應(yīng)的其檢測技術(shù)亦在需不斷改進。現(xiàn)今的鋼結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)主要有渦流檢測、磁粉檢測、滲透檢測、射線檢測、超聲波檢測等，這些技術(shù)都能較為準確地測出整體鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)部缺陷。

3.加強土木工程結(jié)構(gòu)檢測的措施

所有測量的誤差都因一些客觀因素是無法徹底避免的，因此在實際的工作中需要不斷尋求能夠減小這些誤差的先進技術(shù)，進而提高各類測量的精度。土木工程結(jié)構(gòu)的檢測也是一種廣義上的測量，測量的是其結(jié)構(gòu)內(nèi)部的各種缺陷，因此亦需不斷提高自身檢測技術(shù)的精準度，以求更好地避免相關(guān)誤差，更有效地保障建筑的安全可靠。

3.1精確的損傷判別指標

在選擇損傷判別指標的特征量時，應(yīng)盡量選用那些能夠表現(xiàn)出整個建筑結(jié)構(gòu)中抗剪抗壓和材料結(jié)合力變化情況的變化參數(shù)，這些參數(shù)一般根據(jù)結(jié)構(gòu)的損傷情況而有所改變，因此可以通過對它們的綜合分析來確診結(jié)構(gòu)內(nèi)部隱藏的各種裂縫或空洞的情況，進而使檢測結(jié)果更接近實際情況。

3.2布置傳感器

傳感器的布置也是檢測技術(shù)的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，如果傳感器的位置、類型與數(shù)量選擇恰當(dāng)，就能使得傳感器的作用得到最大限度地發(fā)揮，進而提高檢測結(jié)果的精確度。

傳感器的合理布置應(yīng)在總體分析結(jié)構(gòu)模型的基礎(chǔ)上，用廣義遺傳算法來進行確定。其中傳感器最佳數(shù)量的確定，可以通過噪音信號系統(tǒng)地正確運行來采集最有效的信息，進而實現(xiàn)其數(shù)量的最優(yōu)配置。

3.3診斷技術(shù)的靈活化

土木工程結(jié)構(gòu)的各方面情況大多較為復(fù)雜，其最終應(yīng)用結(jié)果也多非一種因素所造成的，這就導(dǎo)致了土木工程結(jié)構(gòu)變化的線性，因此關(guān)于其結(jié)構(gòu)的檢測技術(shù)也應(yīng)用非線性技術(shù)來進行操作。另一方面，與線性診斷技術(shù)相比，非線性的診斷技術(shù)顯然更貼合實際情況，但也因此而需要更為復(fù)雜的計算方法與操作技術(shù)。總體來說，非線性診斷技術(shù)是診斷技術(shù)的靈活化，能夠根據(jù)土木工程建筑結(jié)構(gòu)的實際情況做出相應(yīng)地調(diào)整與優(yōu)化，使得自身能夠更精確地測出其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的真實情況。因此應(yīng)加強這方面的研究與應(yīng)用，利用在非線性地分析與數(shù)據(jù)處理上占據(jù)很大優(yōu)勢的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、小波分析等方法充分發(fā)揮非線性診斷技術(shù)對結(jié)構(gòu)損傷的敏感潛力，大力開拓其在土木工程結(jié)構(gòu)探測中的發(fā)展空間與前景。

4.土木工程結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)的發(fā)展趨勢

1）現(xiàn)有的土木工程結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)在損傷指標的判別上已經(jīng)形成了科學(xué)系統(tǒng)的體系，在主要檢測參數(shù)的設(shè)置和分類上也取得了很大的進步。但是，國內(nèi)土木工程結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)和國外的相比還存在一定的問題，需要對損傷判別的指標進行不斷的完善，以提高整個結(jié)構(gòu)檢測的全面性和正確性。

2）土木工程的結(jié)構(gòu)大體上都是非線性的結(jié)構(gòu)，在檢測技術(shù)的應(yīng)用上應(yīng)該結(jié)合整個結(jié)構(gòu)的非線性特點進行非線性診斷技術(shù)的應(yīng)用，從而體現(xiàn)整個結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)的科學(xué)性。雖然目前在土木工程結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)中非線性診斷技術(shù)的應(yīng)用存在一定的困難，相較于線性診斷而言，這種技術(shù)更加需要復(fù)雜的計算算法和技術(shù)操作，但是非線性診斷技術(shù)更加貼近實際。在今后的結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)發(fā)展中，非線性技術(shù)的研究和應(yīng)用應(yīng)該成為一個重點，考慮到遺傳算法、小波分析和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在非線性分析和數(shù)據(jù)處理上所具有的優(yōu)勢，在結(jié)構(gòu)損傷的辨識上面非線性結(jié)構(gòu)診斷技術(shù)有著很大發(fā)展空間和前景。非線性結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)在發(fā)展中應(yīng)該不斷針對土木工程的建筑結(jié)構(gòu)作出調(diào)整和優(yōu)化，改進和完善整個非線性結(jié)構(gòu)診斷技術(shù)的應(yīng)用。

3）隨著土木工程的建設(shè)復(fù)雜性與日俱增，在結(jié)構(gòu)檢測的診斷過程中對傳感器的優(yōu)化工作也提出了新的要求。在今后的土木工程結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)的發(fā)展過程中，傳感器的布置應(yīng)該得到有效的優(yōu)化，進而提高整個檢測技術(shù)的可靠性。傳感器的優(yōu)化應(yīng)該在結(jié)構(gòu)總體分析的模型基礎(chǔ)之上，利用廣義的遺傳算法來進行，從而確定傳感器的優(yōu)化布置工作。

5.結(jié)語

總體來說，目前我國的土木工程結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)還處于一個不斷發(fā)展的階段，在混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)的檢測技術(shù)上還有很大提升空間。針對這些結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)進行研究，能夠拓展整個土木工程檢測技術(shù)的發(fā)展空間。

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