關于土木結構損傷及其診斷方法分析

陳溥

（山西中創建筑設計有限公司， 山西 太原 030027）

0 引言

城市化進程不斷的加快，建筑越來越多，人們對建筑的質量非常關注，因此，重視建筑的質量，強化土木結構的損傷診斷很有意義。如果土木結構發生損傷，人們對此又不重視，導致發生重大的安全事故，造成巨大的經濟損失，所以，土木結構的損傷診斷很重要，利用科學的損傷診斷方法，找準損傷的位置，研究有效的修復方案，以此來修復土木結構的損傷，使土木結構增強耐久性和安全性。

1 土木工程機構損傷的危害及損傷診斷的含義

當前，土木結構是建筑行業最常用的建筑結構，土木結構還不太完善，因此，對于土木結構的研究還得繼續，另外，在不斷地前進中，要積極的探索。因土木結構自身的特點，容易受其他因素的影響，遇到糟糕的自然災害時，土木結構會發生一定的震動，如果遇到強烈的地震，土木結構受到震動的影響，會發生不同程度的損傷，進而導致安全事故的發生，危害人們的生命安全，造成經濟損失。因此，土木工程施工管理人員應該對土木結構的損傷加強重視，并加強損傷診斷技術，以便能更加準確的診斷出具體的損傷，然后針對損傷提出有效的修復方法，這樣不僅能確保建筑的質量，還能避免發生事故和經濟損失。

在建筑工程施工診斷損傷的工作中，相關的人員應該檢查新舊建筑物以及建筑的結構，根據檢查的具體情況，來診斷建筑工程土木結構內部存在的損傷，這樣不僅能保證建筑工程施工安全順利的進行，還能確保建筑能充分地發揮其作用，節省建筑投入使用后的維修費用。其次，通過對建筑物進行損傷診斷，可以判斷出建筑受災害后的狀況，對損傷進行評估，對以后的維修和重建工作有很大的幫助。最后，一些建筑物有非常重要的意義，還有的建筑物使用次數多、人數較多，對于這樣的建筑要定期的進行結構的診斷和檢查，避免發生損傷，而影響建筑物的安全性和穩定性，造成不可挽回的損失。

2 土木結構損傷及其診斷方法分析

2.1 局部檢測技術

局部檢測技術是最常用的診斷損傷的方法之一，局部檢測技術又稱為無損檢測技術，該技術又分為好幾種，如超聲波檢測、射線檢測、渦流檢測、磁粉檢測、滲透檢測五種診斷技術，這些技術多數用于判斷建筑物結構內部是否出現裂縫，各構件的銜接是否牢固，構建連接的問題。為了提高診斷損傷的工作效率，可以結合多種診斷技術，對建筑結構進行損傷的診斷，從而正確的判斷出損傷的位置和程度。

磁粉檢測技術通常應用于材料的檢測，主要檢測材料的密度是否均勻，連續性是否好，磁粉檢測的工作原理是材料吸附磁粉會產生磁痕，根據磁痕的狀況判斷建筑物的不連續性，能準確的檢測出建筑不連續性的位置以及嚴重的程度。射線檢測一般也是用于檢測材料的，當射線穿過材料的時候，材料的具體狀況就會反映出來，根據反映出的數據判斷材料的狀況。超聲波技術利用超聲波檢測建筑的活動性情況，當發現缺陷時，可以將信號放大，得到一些參數，根據參數可以判斷出建筑結構內部的損傷。渦流檢測是利用電磁感應差生渦流變化，根據渦流的變化程度可以診斷出建筑物的結構不足。滲透技術是利用熒光染料或者有色染料滲入到工件缺陷中，要注意及時的把表面的染料擦掉，這樣就可以放映出缺陷的狀態。

2.2 整體檢測技術

2.2.1 動力指紋檢測技術

動力指紋檢測技術可以判斷出建筑物結構與標準結構的不同，利用動力指紋檢測技術檢測建筑物結構離標準結構的差距，如果與標準結構有不同就會反映在動力指紋上，主要包含：頻率、柔度、應變等，動力指紋技術能判斷出結構是否存在損傷，但是不能對損傷做出詳細的測量，因此，運用此技術的同時還需要其他的檢測技術，以便對結構損傷做出精準的判斷。

2.2.2 神經網絡法

科技在不斷的發展，在建筑物結構診斷中也引用了高科技，而且取得了很好的效果，人工神經網絡診斷法中的ANN神經網絡法比較突出，該技術不僅可以自我計算，還能進行自我學習。該項技術最大的優點就是人性化，具有前瞻性，而且對建筑結構不會產生損傷。ANN神經網絡法可以解決非線性映射關系，最后能準確、快速的診斷出結構的損傷具體位置以及損傷的程度。

2.2.3 遺傳算法

遺傳算法是對各類參數和數據進行綜合的選取，然后根據結果進行選擇適合的方案來完成診斷的工作。遺傳算法的優點是在信息缺乏的狀況，能正確的進行診斷結構的損傷、損傷的位置、損傷的程度等，針對信息不全進行有效的診斷，具有選擇最佳方案的能力。遺傳算法是計算可行解，面對部分數據缺失或者不連續，也能進行其他的方式進行搜索。

2.3 基于小波理論的小波診斷

小波診斷的更加精確，該技術主要是通過小波的變換分析的工作原理，對土木結構損傷前后的時域及頻域進行分析，從而判斷出土木結構損傷的情況。另外，小波可以利用其動力學特性對土木結構進行檢測，由此可見，小波診斷的比較精準，適用于對土木結構進行損傷診斷。

2.4 基于結構參數改變的診斷方法

對于土木結構參數發生改變的診斷方法主要有：動力診斷法、靜力診斷法兩種方法。動力診斷法最大的優點是，土木結構的規模的大小不受限制，不論結構的大小都是用，在結構處安裝一個動力傳感器，通過分析檢測的數據，就可以準確的判斷結構的損傷以及損傷的程度。動力診斷方法根據特征指標判斷結構的損傷，特征指標有固定頻率變化指標診斷和振型變化指標診斷，兩種診斷指標各有優缺點，因此，根據結構的具體情況，選擇合適的方法。另外，分析靜力診斷法，在診斷土木結構時，一般情況下，會使用此方法，靜力診斷法可以診斷結構的剛度、應變、位移等靜力參數，該方法的工作原理就是通過分析參數的不同來診斷結構的損傷。這種方法適用于個別構件的損傷診斷，并不適用于整個工程的結構損傷診斷，如果采用靜力診斷法對整個工程的結構進行損傷的診斷，會出現遺漏的現象。從而埋下很多的安全隱患，不利于土木結構的穩定性和安全性。

3 結語

近年來，科學技術發展快速，被應用到各個領域，其中土木結構損傷的診斷也運用高科技，促進土木結構損傷診斷的發展。根據土木結構的具體情況選擇適當的診斷方法，或者使用多種方法進行診斷，從而準確的診斷出結構的損傷，以及損傷的位置與程度，從而可以幫助更好地進行修復，進而提高結構的耐久性，確保土木結構的安全性。