淺析中國土木工程無損檢測技術的發展

范衛紅

摘要： 在近年來我國整體社會不斷發展的背景下，科學技術水平都得到了十分顯著的提升，其中無損檢測技術水平的提升更是在很大程度上促進了我國中國土木工程的開展。本文將對近年來我國土木工程無損檢測技術發展進行分析，進一步研究國內土木無損檢測標準和相關的新技術。并詳細介紹在建筑工程中對無損檢測技術的應用，希望對這項技術的發展起到更大的幫助作用。

Abstract： Under the background of continuous development of China's overall society in recent years， the level of science and technology has been significantly improved. Among them， the improvement of the level of nondestructive testing technology promotes the development of China's civil engineering to a large extent. This article analyzes the development of civil engineering non-destructive testing technology in recent years， and further studies the domestic non-destructive testing standards and related new technologies. In addition， the application of nondestructive testing technology in construction projects is described in detail， to help the development of this technology.

關鍵詞： 土木工程；無損檢測技術；發展

Key words： civil engineering；nondestructive testing technology；development

中圖分類號：V448.15+1 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）17-0080-02

0 引言

我國對土木工程無損檢測技術的研究和應用最早開始于上個世紀的五十年代左右，并且也將這項工作列入了我國第一個十二年計劃，但是這項工作正式獲得發展卻用了將近二十年的時間。在此期間，我國也相應的成立了中國土木工程學會、混凝土和預應力混凝土的檢測委員會，在該組織的影響和作用下，我國更是先后舉辦了多次全國性的學會論壇等交流會，同時還組織了多項研究課題，不僅在很大程度上推動了相關標準的制定，此外還開展了相應的科普工作。總之，這些工作的開展都在很大程度上推動了我國土木工程無損檢測技術的發展。為此，本文就將針對這一問題展開研究，希望對我國相關技術的發展提供更大的幫助。

1 我國土木工程無損檢測技術的常用檢測方式

①在對混凝土強度進行檢測的方式主要有回彈法、拔出法、鉆芯法和超聲回彈綜合法等。在此項工作的實際開展中我國也制訂了相應的工作要求與流程，比如《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規程》、《鉆芯法檢測混凝土強度技術規程》以及《拔出法檢測混凝土強度技術規程》等。

②在對混凝土的缺陷問題進行檢測的過程中主要采用的方法有沖擊回波法、雷達波法和超聲法等。我國也針對此項工作制訂了相應的規程，如《超聲法檢測混凝土缺陷技術規程》等。

③對鋼筋直徑或是鋼筋位置進行檢測的主要方式為電磁感應法和雷法波反射法。

④進行裝置質量檢測的主要方式主要有飾面磚粘結力試驗、建筑連接錨控的檢測和紅外線成像等檢測手段。

⑤射線檢測也是我國土木工程中無損檢測技術中常用的檢測方式，射線的檢測方式主要是利用中子散射法對混凝土中的缺陷進行檢測。

2 檢測方法新技術的使用

在上世紀八十年代以前，我國的土木工程無損檢測技術在發展中主要采用的是統計數學為根本的數據處理技術手段，比如統計回歸或是模糊數學分析等方式。但是在發展過程中，到了九十年代，檢測方式也得到了相應的發展，走向了信息處理階段，在此環節中信息變換、頻率分析和成像技術等更是得到了極大的發展[1]。在對混凝土測厚過程中逐漸加強了對小波變換技術與分離譜技術的應用。上述技術的應用，使得我國在此項技術中的檢測結果的準確性與直觀性都得到了十分顯著的提升。

3 建筑工程中常見的無損檢測技術

3.1 混凝土強度的無損檢測技術

①回彈法。在此項技術中主要利用回彈儀對混凝土表面硬度進行推算，以便更為準確的獲取混凝土真實的抗壓強度。當前我國已經生產出多種類型的回彈儀，在實際工作中最常見的主要有HT225、高強度回彈儀GHT450等。

②超聲回彈綜合法。在此項技術中主要運用超聲的傳播速度和回彈值進行對混凝土強度進行綜合分析，所以這項方法需要在專用曲線或是特定曲線為基礎進行實現。我國生產的此種類型超聲儀器有很多種，能充分滿足國內實際生產的各種需求。

3.2 對混凝土內部缺陷進行檢測的超聲檢測技術

由于當前存在施工管理的不完善或是環境對技術的影響，在混凝土的內部有可能存在一些問題，比如不密實或是裂縫等缺陷。為了對這些問題進行解決，我們可以相應采用的超聲波對混凝土的聲速進行測量，進一步掌握混凝土中的波幅或是頻率參數，按照獲取的數據或是參數變化對問題進行甄別。在進行檢測的過程中需要對混凝土的裂縫深度、裂縫或是損傷程度等都要進行分析，只有這樣我們才能更準確地掌握混凝土的實際問題。

3.3 樁基質量無損檢測技術

由于工程樁的施工多隱蔽在地下，同時地層結構相對比較復雜，所以技術本身的難度與施工人為因素也將受到極大的影響，難以對樁身的完整性進行保存，容易出現沉渣、蜂窩、夾泥等問題。檢測方法主要有超聲透射法和低應變、高應變法。其中，高應變法可以對樁身的缺陷或是樁身的承載能力進行檢測。在此環節中我國主要的生產儀器有RS、ZK等[2]。

3.4 建筑鋼結構超聲檢測技術

建筑鋼結構在近年來的應用也越來越廣泛，為了對施工質量進行保證，我們還應該加強對鋼結構的用材選擇，比如加強鋼板與鋼管的應用，有效進行焊接質量的檢測。在此環節中我們常用的方式是超聲波探傷法。

3.5 混凝土中鋼筋檢測技術

混凝土中主要起到的作用就是抗拉作用和抗彎作用，所以鋼筋在額數量、直徑與排列方式上能否滿足施工設計要求，和鋼筋綁扎質量、鋼筋銹蝕情況都是研究的重點，同時也是對工程質量進行驗收的指標之一。在此環節中我們也可以適當采用電磁感應方法和電化學法檢測鋼筋的位置，通過此種方式更有效地掌握鋼筋實際情況。

4 建筑工程的無損檢測新技術

4.1 沖擊回波法

這種方式就是混凝土結構表面進行微小沖擊，從而產生相應的應力波。一旦應力波在結構中受到了問題和影響的時候，將出現來回反射同時引起結構表面微小的位移進行響應，通過此種方式更好地利用頻譜進行對問題的分析，以便更有效地進行頻譜圖。頻譜圖突出的峰就是對應力波在結構表面和反射出現的一種情況。按照最高峰的頻率值能對結構厚度或是缺陷問題進行更有效的計算。這種方式已經在土木工程的混凝土和瀝青混凝土中進行了應用，此外，這項技術還可以借助混凝土中的鋼筋銹蝕膨脹情況進行準確探測。

4.2 彈性波層析成像技術

彈性波層析成像技術也被稱之為CT，也就是在部隊檢測對象內部結構造成影響的情況下，借助某種射線源，按照物體外部檢測設備得到的投影數據，在物理和數學關系作用下，借助計算機中的某種物理量進行函數分布的驗算，通過這種方式更有效地生成二維圖像或是三維圖像，從而更準確地展現物體的內部特點，我們對這項方法也稱作是圖像的重建。當前在進行地質構造的探索或是對土木工程的質量檢測中，按照震源或是信號頻率也可以將其分為聲波CT與地震波CT。同時這項工作主要被應用在工程的地質勘探和混凝土構件的檢測中，能更為準確地掌握和分析出高速公路路基的實際情況[3]。

4.3 聲發射檢測技術

和大多數金屬材料相比，混凝土的材料聲發射無損檢測技術相對比較晚。當前我國在混凝土上的研究主要有對混凝土材料發射機理研究、聲發射參數的關系研究等，這些技術當前都被有效的應用在了混凝土檢測技術中，對于我國土木工程的建設與開展有著十分顯著的幫助。

4.4 紅外成像技術

對這項技術進行應用主要就是借助這個紅外熱像儀對物體各個部分進行紅外線能量進行輻射，從而按照物體表面的溫度情況構成相應的熱圖像，更為直觀地對材料結構進行分析和觀察。這項技術在建筑工程的診斷過程中可以用在建筑保溫隔熱性的檢測或是大面積安全掃測工作，通過這種方式更準確進行結構混凝土問題檢測。

4.5 探地雷達技術

探地雷達是當前我們比較常用的一項非接觸式檢測手段，檢測效率比較高，速度也更快，同時其在接收信號后也可以經錯圖像的處理直接形成更為直觀的影響。當前我國在工程開展中主要采用的是進口雷達儀器，用探地雷達方法進行隧道質量檢測，可以確定圍巖內部缺陷、初期支護質量、確定襯砌厚度及內部缺陷、探測二襯內鋼筋和拱架的數量及分布等。

5 水利水電工程無損檢測

近年來我國大型水利水電工程建筑中，主要包含了巖體工程和混凝土工程，所以在實際施工過程中要加強對這項工作的檢測。一般情況下需要借助彈性波對巖體動力和巖石質量情況進行分析與檢測。在進行大壩的巖體和混凝土工程質量的檢測中主要采用了相應的新技術，比如我們在實際工作中常用的就是微波雷達法和面波法等。

6 木材無損檢測

傳統的木材物理和力學性能測量上一般采用的是測量儀器和力學試驗機方法，不僅費時，同時此項技術的穩定性也比較差，但是現在可以借助無損檢測新技術。在此過程中主要采用的方式就是：

其一，X射線攝影法。此種方式就是借助射線對木材的穿透，進行有效的吸收或是衰減，同時按照感光底片中的記錄情況對木材最終的性質進行檢測與判斷。其二，應力波檢測法。借助撞擊在木材或是木制結構上所出現的應力波進行信息和應力波傳播，從而對木材的彈性模量與力學強度進行有效測量。其三，核磁共振法。核磁共振法就是借助木材內部中的極性分子或水分子進行核磁共振光譜的有效吸收，從而將核磁共振譜圖進行有效完善，進一步對木材內部結構中的問題進行分析與判斷。

7 結束語

綜上所述，在近年來的發展和進步過程中，我國的土木工程無損檢測技術也得到了越來越顯著的發展，應用范圍更為廣泛。大量的實踐證明，對無損檢測技術進行應用可以確保施工環節中的相關環節得到更有效的質量控制，是對工程質量進行提升的重要方式。隨著當前國際化社會的發展，我國和國外的技術交流也逐漸完善，特別是對國外先進技術和設備的引進更是在很大程度上促進了我國無損檢測新技術的發展和完善。所以為了對這一技術進行更大的發展，我們也要在今后的實際工作中加強對技術的分析，實現對土木工程水平的全面提升。

參考文獻：

[1]李麗莉.土木工程中的無損檢測技術及其應用[J].房地產導刊，2015，18（21）：82.

[2]陶平凡.試論中國土木工程無損檢測技術的發展[J].中國科技博覽，2015，62（14）：97.

[3]林維正.中國土木工程無損檢測技術的發展[J].無損檢測，2016，84（6）：325-328.