無損檢測技術在巖土工程中的運用

張勝森

（山東朗旭檢測科技有限公司，山東 濟南 250000）

隨著我國社會經濟的不斷向前發展，建筑產業受到了人們的廣泛關注和重視，同時建筑事業的發展慢慢進入一個高速發展的階段，有效推動了我國城市化建設發展速度和質量。建筑產業作為我國社會經濟發展的重要支撐，在實際應用過程中的安全性和穩定性至關重要，但是由于各種建筑工程在長期的自然環境及人類使用的影響下，會出現各種損壞及老化問題，直接影響整個建筑體的安全性和穩定性。

針對這一問題，相關工程施工單位采取了各種有效的檢測技術，對建筑工程內部出現的各種質量問題進行檢查和修復。其中，通過巖土工程無損檢測技術的有效應用，可以對各種工程的損傷狀況及受破壞的程度進行有效的判斷，還可以計算出建筑體的使用可靠性、耐久性以及基礎承載能力等各個方面參數，同時還可以為工程后續的養護及維修等相關工作，提供出科學有效的依據及指導。

1 巖土工程無損檢測技術的特點

巖土工程無損檢測技術指的是不對工程的真實結構進行破壞，或者是不影響建筑體的整體性能條件下，對建筑體進行有效的質量檢查，通過設定出相應的建筑物理指標，對建筑體內部是否出現不良的結構破壞及形變問題進行有效的判斷。

巖土工程無損檢測技術的應用，集中了多種不同類型的科技技術，是現代材料力學和相應物理學技術相互作用所衍生出的重要技術類型，它可以將先進的電子技術和計算機技術作為載體，對巖土工程進行有效的無損傷檢測，大大提高了相關檢測工作人員的檢測工作效率和質量。

在實際的應用過程中，巖土工程無損檢測技術不單被使用在常見的橋梁道路等相關工程的安全檢測上，在一些比較復雜的礦山檢測、水利工程檢測等方面都有著廣泛的應用。

相比于傳統的檢測技術，巖土工程無損檢測技術的應用具有更高的檢測精確度，并且在檢測過程中的安全性及動態化檢測優勢非常明顯，在我國各個領域中所表現出的作用非常明顯，受到了相關工程單位的廣泛關注和認可。無損檢測技術中重點涵蓋了計算機技術、信號處理技術以及傳感器技術等。無損檢測技術的檢測速率較快，不會對工程結構產生明顯的損傷，所得到的檢測數據精準可靠。以下針對我國巖土工程檢測工作中常見的無損檢測技術應用展開分析和研究[1]。

2 巖土工程無損檢測技術的具體應用

2.1 超聲波檢測技術

超聲波無損檢測技術可以對橋梁內部的空隙來進行有效的檢測，在一些橋梁工程的檢測工作中有著廣泛的應用，其檢測原理是有效使用小鋼球敲打混凝土的表面，通過短暫的機械碰撞可以發出相應的低頻率超聲波，將其直接傳輸到橋梁結構內部，然后通過斷裂層來進行表現。通過反射波形的具體狀態，分析橋梁結構內部的具體構成情況以及損傷狀況，可以有效判斷出橋梁工程結構內部產生空隙的具體位置。

通過超聲波無損檢測技術的有效應用，可以對橋梁結構內部不同層面所產生的超聲波回饋進行合理的應用和分析，形成相應的瞬間超聲波共振，在實際的巖土工程裂縫和結構完善性的檢測工作中所表現出的精確度較高，可以有效了解到工程結構內部產生的空隙大小及位置狀況。

在超聲波探傷范圍內，通過透射和反射兩種方式來進行檢測，這兩種檢測方式的精確度較高，通常被人們稱為反射法。通過脈沖發射器直接將超聲波探頭深入檢測試件中，超聲波在檢測結構產生缺陷的區域，會通過超聲波反射的方式來加以體現。

通過超聲波信號處理器，可以將超聲波直接反饋到示波器中，相關檢測工作人員可以對超聲波反饋的聲波狀況及變化幅度的進行分析，從中可以得到橋梁結構內部產生缺陷的具體大小及深度進行合理的判斷[2]。

超聲波無損檢測技術具有較強的穿透能力，在一些大型的建筑結構缺陷檢測工作中表現出了良好的效果，由于超聲波具有強有力的聚集性特點，在實際的應用過程中可以準確地判斷出定制結構內部是否存在不良的缺陷問題。

超聲波無損檢測技術在實際的應用過程中經常會使用到高頻率點震蕩高壓電晶體，通過電壓晶體低壓形成的機械振動生成相應的電磁波；而超聲波的頻率會在高頻節點上，通過震蕩頻率來進行判斷，超聲波在進入建筑結構內部之后，可以通過建筑結構判斷出具體的傳播性質及其內部出現的各種質量不足問題，保證工作人員可以充分掌握到建筑結構內部的構成特性。同時，超聲波無損檢測技術還可以對工程內部結構的真實抗壓能力以及承載能力進行判斷，進而可以有效預防建筑結構出現不良的坍塌問題[3]。

2.2 光纖傳感檢測技術

光纖傳感檢測技術在應用過程中，可以先對一些具有敏感特性的物理量進行檢測和判斷，將外界的物理量有效轉化成為光信號，然后再進行后續的測量工作。隨著我國科技技術的不斷向前發展，光纖技術的研究層次正在不斷提高，并且在各個生產和建設領域中應用得非常廣泛[4]。

在我國各大巖土工程的檢測工作中，經常會使用到光纖傳感檢測技術，通過該項技術的應用，可以對建筑工程的諸多層面結構來進行檢測，提高了檢測工作的效率和質量。相比于傳統的傳感器，光纖應變傳感器技術所具有的優勢更加明顯。

比如，光纖應變傳感器在實際的應用過程中不會受到周圍環境因素的干擾，同時也不會受到檢測對象的影響，在一些比較惡劣的易燃、易爆的環境下，仍然可以保持正常的檢測工作，具有非常強的絕緣性、抗腐蝕性以及抗高壓等特性。該檢測設備的體積較小、重量較輕，在實際的檢測工作中具有較高的實用性。針對不同的檢測工作條件，還可以形成不同的外觀形狀，盡管光纖應變傳感器的應用優勢較多，但是實際的造價相對較高，在我國巖土檢測工作中還沒有得到廣泛的應用。

2.3 低場核磁共振技術

（1）傳感器的封裝和保護。在不同類型的巖土工程檢測工作中，傳感器需要直接安裝在建筑結構的表層或是深入建筑結構內部。由于光纖傳感器相對比較脆弱，在實際的應用過程中很容易受到人為或環境的破壞，尤其是埋入式光纖傳感器，如果設備被破壞很難進行修復。因此，在檢測工作中需要依照不同的工程應用環境，建立相應的傳感器封裝技術以及相應的防護方法，有效保證傳感器可以在不同的環境下保持正常穩定的工作和運行。

（2）傳感器標定。在實際的檢測工作中，需要針對光纖傳感器的外表面進行相應的封裝及防護工作，封裝的材料會吸納一部分的結構應變，以此來有效改變傳感器應變傳遞的工作特點。

針對這一現象，需要通過理論模型分析的方法，有效判斷出實驗過程的合理性，并且對檢測工作中存在的錯誤進行及時糾正，提高了檢測工作的準確度[5]。

（3）溫度補償。在巖土工程無損檢測工作中，應變和外部環境溫度的變化，都會出現FBG中心波長產生變動，令FBG傳感器對應的應變狀況和溫度存在的交叉敏感效果保持相同，在檢測工作中可以通過外部溫度補償的方式來加以保障。通常情況下，通過FBG傳感器所具有的特定屬性封裝結構，針對溫度敏感的FBG溫度傳感器的具體溫度變化狀況進行有效的處理，進而可以完成相應的溫度補償。

針對散發式和分布式光纖傳感器的使用，需要有效預防檢測工作中存在的不良溫度變化及硬幣變化問題，有效防止溫度出現交叉敏感等不良現象，需要建立相應的溫度補償設備或者是通過敏感的調制技術，有效保證檢測分量的準確度，提高巖土工程檢測工作的安全性。

2.4 探地雷達檢測技術

探地雷達檢測技術在實際的應用過程中，主要是對10～1000MHz或者更高的高頻電磁波來加以使用，檢測的方式為寬屏帶短脈沖。在向地下傳播雷達脈沖波過程中，如果產生電信具有差別的標志性界面，那么地下結構內部的雷達脈沖波會直接將反饋的能量輸送到地表面，然后再通過天線的接收系統來進行接收。

該項檢測技術可以有效檢查出巖土工程產生具體缺陷問題的位置，同時還可以對缺陷的具體形狀及埋藏深度進行判斷。探低雷達檢測技術在應用過程中比較簡單、易于操控，整個檢測工作效率較高，對人力資源和物理資源都形成了良好的節約效果。同時，此檢測技術的檢測范圍相對較大，不會受到周圍環境因素的不良干擾，所得出的檢測數據和結論非常精確[6]。

3 結束語

通過上述分析可以看出，無損檢測技術在我國各大巖土工程中的應用非常廣泛。通過無損檢測技術的有效使用，大大提高了檢測工作人員的工作效率及工作精確度，可以對巖土工程內部所存在的缺陷問題進行準確的判斷，并及時地提出相應的修復方案來加以保障，保證巖土工程結構的整體安全性和穩定性，推動我國巖土工程不斷朝著更高層次的方向發展。