無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在巖土工程中的運(yùn)用

黃盛男 郝海峰

山東正元工程檢測(cè)有限公司 山東濟(jì)南 250101

巖土工程無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是通過(guò)電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)等方面發(fā)展而程的，在操作方面比較便捷、檢測(cè)速度迅速，不會(huì)過(guò)于被環(huán)境所影響，不會(huì)損壞巖體，數(shù)據(jù)結(jié)論精準(zhǔn)度較高，在建筑巖土工程的監(jiān)測(cè)中具有美好的未來(lái)。當(dāng)前巖土工程無(wú)損檢測(cè)技術(shù)較多，可是由于其技術(shù)中還具有一些欠缺而無(wú)法在工程檢測(cè)工作中獲得良好的運(yùn)用，應(yīng)當(dāng)對(duì)此技術(shù)給予分析并改進(jìn)，透過(guò)對(duì)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的基礎(chǔ)理論與實(shí)際操作給予融合，持續(xù)對(duì)運(yùn)用的新角度給予分析，加大檢測(cè)的范疇，解決檢測(cè)中發(fā)生的困難，從而不斷提高技術(shù)。

1 無(wú)損檢測(cè)技術(shù)分析

無(wú)損檢測(cè)技術(shù)包括負(fù)荷響應(yīng)技術(shù)、多傳感器信息融合技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、非接觸超聲換能技術(shù)等。對(duì)構(gòu)件的制造工藝、內(nèi)部質(zhì)量情況、構(gòu)造情況、使用介質(zhì)情況等方面進(jìn)行對(duì)應(yīng)的無(wú)損檢測(cè)，廣泛應(yīng)用于礦山、橋梁、建筑、公路、石油化工等工程中，不僅技術(shù)較為完善而且使用量相當(dāng)大。

2 巖土工程中無(wú)損探測(cè)技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展?fàn)顟B(tài)

無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在巖土工程中的運(yùn)用獲得了良好的成效，顯著加快了巖土無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，還有些無(wú)損檢測(cè)成果已經(jīng)達(dá)到了國(guó)際化水準(zhǔn)。巖土工程中無(wú)損檢測(cè)技術(shù)逐步朝著標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化發(fā)展，為我國(guó)巖土無(wú)損探測(cè)技術(shù)的使用做好了鋪墊，以此確保我國(guó)巖土工程的質(zhì)量。我國(guó)巖土工程和發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)比，技術(shù)還需要提升，只有持續(xù)提升無(wú)損探測(cè)技術(shù)，才可以保障我國(guó)巖土工程技術(shù)能力的提高。可是，當(dāng)前我國(guó)專業(yè)巖土無(wú)損探測(cè)人員不足，欠缺熱情，會(huì)使用高級(jí)設(shè)備的人員更加稀缺，不夠注重?zé)o損探測(cè)技術(shù)，老一代與新一代在理論與實(shí)踐方面具有較大的差距，從而嚴(yán)重妨礙到巖土無(wú)損探測(cè)技術(shù)的進(jìn)步。

3 無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在巖土工程中的運(yùn)用

3.1 超聲波檢測(cè)技術(shù)

超聲波檢測(cè)方法有共振法、脈沖反射法、穿透法等。工程中的超聲波檢測(cè)技術(shù)主要是對(duì)檢測(cè)橋梁內(nèi)的空隙，通過(guò)檢測(cè)其瞬間應(yīng)力波原理而進(jìn)行的。通過(guò)使用小鋼球來(lái)敲擊混凝土的表層，通過(guò)較為短暫的機(jī)械撞擊所產(chǎn)生的低頻應(yīng)力波，并傳遞到建筑工程結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，再?gòu)臄嗔衙娣瓷涑鰜?lái)，接著再進(jìn)行反射波形態(tài)的分析，隨后判斷出建筑工程的空隙部位。該技術(shù)就是通過(guò)對(duì)來(lái)自多個(gè)方面的超聲波加以利用，進(jìn)而引發(fā)瞬間共振，對(duì)巖土工程的裂縫以及結(jié)構(gòu)完整性加以檢測(cè)，從所得信號(hào)記錄中對(duì)空隙的位置進(jìn)行了解。

3.2 光纖傳感檢測(cè)技術(shù)

光纖傳感檢測(cè)技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中，可以先對(duì)一些具有敏感特性的物理量進(jìn)行檢測(cè)和判斷，將外界的物理量有效轉(zhuǎn)化成為光信號(hào)，然后再進(jìn)行后續(xù)的測(cè)量工作。隨著我國(guó)科技技術(shù)的不斷向前發(fā)展，光纖技術(shù)的研究層次正在不斷提高，并且在各個(gè)生產(chǎn)和建設(shè)領(lǐng)域中應(yīng)用得非常廣泛。

在我國(guó)各大巖土工程的檢測(cè)工作中，經(jīng)常會(huì)使用到光纖傳感檢測(cè)技術(shù)，通過(guò)該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，可以對(duì)建筑工程的諸多層面結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行檢測(cè)，提高了檢測(cè)工作的效率和質(zhì)量。相比于傳統(tǒng)的傳感器，光纖應(yīng)變傳感器技術(shù)所具有的優(yōu)勢(shì)更加明顯：抗電磁干擾、靈敏度高、體積重量小、應(yīng)用對(duì)象廣、便于組網(wǎng)等。

3.3 低場(chǎng)核磁共振技術(shù)

（1）傳感器的封裝和保護(hù)。在不同類型的巖土工程檢測(cè)工作中，傳感器需要直接安裝在建筑結(jié)構(gòu)的表層或是深入建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部。由于光纖傳感器相對(duì)比較脆弱，在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中很容易受到人為或環(huán)境的破壞，尤其是埋入式光纖傳感器，如果設(shè)備被破壞很難進(jìn)行修復(fù)。因此，在檢測(cè)工作中需要依照不同的工程應(yīng)用環(huán)境，建立相應(yīng)的傳感器封裝技術(shù)以及相應(yīng)的防護(hù)方法，有效保證傳感器可以在不同的環(huán)境下保持正常穩(wěn)定的工作和運(yùn)行。

（2）傳感器標(biāo)定。在實(shí)際的檢測(cè)工作中，需要針對(duì)光纖傳感器的外表面進(jìn)行相應(yīng)的封裝及防護(hù)工作，封裝的材料會(huì)吸納一部分的結(jié)構(gòu)應(yīng)變，以此來(lái)有效改變傳感器應(yīng)變傳遞的工作特點(diǎn)。針對(duì)這一現(xiàn)象，需要通過(guò)理論模型分析的方法，有效判斷出實(shí)驗(yàn)過(guò)程的合理性，并且對(duì)檢測(cè)工作中存在的錯(cuò)誤進(jìn)行及時(shí)糾正，提高了檢測(cè)工作的準(zhǔn)確度。

（3）溫度補(bǔ)償。在巖土工程無(wú)損檢測(cè)工作中，應(yīng)變和外部環(huán)境溫度的變化，都會(huì)出現(xiàn)FBG中心波長(zhǎng)產(chǎn)生變動(dòng)，令FBG傳感器對(duì)應(yīng)的應(yīng)變狀況和溫度存在的交叉敏感效果保持相同，在檢測(cè)工作中可以通過(guò)外部溫度補(bǔ)償?shù)姆绞絹?lái)加以保障。通常情況下，通過(guò)FBG傳感器所具有的特定屬性封裝結(jié)構(gòu)，針對(duì)溫度敏感的FBG溫度傳感器的具體溫度變化狀況進(jìn)行有效的處理，進(jìn)而可以完成相應(yīng)的溫度補(bǔ)償。

低場(chǎng)核磁共振技術(shù)在工程技術(shù)方面的應(yīng)用范圍主要包括：材料檢測(cè)里的水泥空隙機(jī)構(gòu)變化、橡膠交聯(lián)密度，巖土煤礦領(lǐng)域的孔隙度測(cè)量、土壤巖石凍融機(jī)理分析，石油化工領(lǐng)域的巖心成像、巖心孔隙度、飽和度、滲透率的檢測(cè)、油氣水區(qū)分等。

4 結(jié)語(yǔ)

對(duì)于巖土工程中無(wú)損檢測(cè)技術(shù)而言，其實(shí)是在計(jì)算機(jī)技術(shù)以及信號(hào)處理技術(shù)等多種先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上逐漸形成的，通過(guò)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用，可有效確定實(shí)際工程中橋梁、道路、煤炭、石油等領(lǐng)域的材料、構(gòu)件等的缺陷，并及時(shí)對(duì)其進(jìn)行量化、分析和解決。由此可見(jiàn)，巖土工程中無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，在未來(lái)檢測(cè)領(lǐng)域內(nèi)具有十分廣闊的發(fā)展前景。