探析土木工程結構檢測技術

摘要：土木工程結構的檢測技術是一種不斷發(fā)展永無止境的技術，因誤差是不可避免的，而對現(xiàn)有檢測技術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，因此相關的結構檢測技術還會有很大的發(fā)展空間，本文先從土木工程結構的類型著手，大致介紹了相關的主要結構檢測技術，隨后根據(jù)這些技術提出了一些加強的方法，對其結構檢測技術的整體情況進行了相應探討。

關鍵詞：土木工程;結構檢測;檢測措施

1.土木工程結構檢測技術的意義

土木工程結構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安全，而針對土木工程結構的檢測技術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構檢測技術，對整個施工過程加以控制，才能保證工程質量。

2.土木工程結構檢測的主要技術

2.1砌體結構的檢測技術

砌體結構是現(xiàn)有土木工程中一種較為常見的結構，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)相應的損壞，基于對整個砌體結構建筑的質量的考慮應對廣泛使用的砌體結構進行一定的檢測。

砌體結構可用動態(tài)檢測與靜態(tài)檢測兩種方法進行檢測，但也應根據(jù)材料的不同選擇適宜的具體檢測技術。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，則應將鉆芯法與回彈法結合起來使用，或者單獨用回彈法進行檢測。

砌體結構檢測的重要參數(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)筒壓結果判斷砂漿強度是否與質量要求相吻合。推出法則有三個步驟;1.用推出儀推出砌體結構墻體中的磚塊;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，并與相應的質量要求進行對比。

2.2混凝土結構的檢測技術

混凝土結構檢測技術通常是采用鉆芯法、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構存在一定的損傷，通常沒有得到業(yè)主認可和容易產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，它是利用超聲波在混凝土結構中的傳播參數(shù)來對整個混凝土的結構進行檢測，由于混凝土中的材料成分復雜，對超聲波的衰減和吸收的差異性較大，當整個混凝土結構對整個超聲波傳播中產生的具體參數(shù)變化情況一定時，就可以根據(jù)具體的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行內部結構是否出現(xiàn)裂縫或空洞的情況進行確定，檢測出內部結構的缺陷狀態(tài)。鉆芯法一般都是采用專門的水冷式鉆機，在整個混凝土結構構建上進行采樣，然后在開始混凝土結構的抗壓強度的實驗，進而推斷出整個混凝土內部的結構缺陷情況。

2.3鋼結構的檢測技術

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

相對于混凝土結構與砌體結構而言，鋼結構的材質均勻、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用優(yōu)勢十分顯著，越來越多的工程也開始采用這種結構，相應的其檢測技術亦在需不斷改進。現(xiàn)今的鋼結構檢測技術主要有渦流檢測、磁粉檢測、滲透檢測、射線檢測、超聲波檢測等，這些技術都能較為準確地測出整體鋼結構的內部缺陷。

3.加強土木工程結構檢測的措施

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，進而提高各類測量的精度。土木工程結構的檢測也是一種廣義上的測量，測量的是其結構內部的各種缺陷，因此亦需不斷提高自身檢測技術的精準度，以求更好地避免相關誤差，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，應盡量選用那些能夠表現(xiàn)出整個建筑結構中抗剪抗壓和材料結合力變化情況的變化參數(shù)，這些參數(shù)一般根據(jù)結構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構內部隱藏的各種裂縫或空洞的情況，進而使檢測結果更接近實際情況。

3.2布置傳感器

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

傳感器的合理布置應在總體分析結構模型的基礎上，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診斷技術的靈活化

土木工程結構的各方面情況大多較為復雜，其最終應用結果也多非一種因素所造成的，這就導致了土木工程結構變化的線性，因此關于其結構的檢測技術也應用非線性技術來進行操作。另一方面，與線性診斷技術相比，非線性的診斷技術顯然更貼合實際情況，但也因此而需要更為復雜的計算方法與操作技術。總體來說，非線性診斷技術是診斷技術的靈活化，能夠根據(jù)土木工程建筑結構的實際情況做出相應地調整與優(yōu)化，使得自身能夠更精確地測出其內部結構的真實情況。因此應加強這方面的研究與應用，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、遺傳算法、小波分析等方法充分發(fā)揮非線性診斷技術對結構損傷的敏感潛力，大力開拓其在土木工程結構探測中的發(fā)展空間與前景。

4.土木工程結構檢測技術的發(fā)展趨勢

1）現(xiàn)有的土木工程結構檢測技術在損傷指標的判別上已經(jīng)形成了科學系統(tǒng)的體系，在主要檢測參數(shù)的設置和分類上也取得了很大的進步。但是，國內土木工程結構檢測技術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，以提高整個結構檢測的全面性和正確性。

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

3）隨著土木工程的建設復雜性與日俱增，在結構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構檢測技術的發(fā)展過程中，傳感器的布置應該得到有效的優(yōu)化，進而提高整個檢測技術的可靠性。傳感器的優(yōu)化應該在結構總體分析的模型基礎之上，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.結語

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

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