無損檢測技術(shù)在巖土工程中的運用

黃盛男 郝海峰

山東正元工程檢測有限公司 山東濟(jì)南 250101

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

1 無損檢測技術(shù)分析

無損檢測技術(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)行對應(yīng)的無損檢測，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 巖土工程中無損探測技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展?fàn)顟B(tài)

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

3 無損檢測技術(shù)在巖土工程中的運用

3.1 超聲波檢測技術(shù)

超聲波檢測方法有共振法、脈沖反射法、穿透法等。工程中的超聲波檢測技術(shù)主要是對檢測橋梁內(nèi)的空隙，通過檢測其瞬間應(yīng)力波原理而進(jìn)行的。通過使用小鋼球來敲擊混凝土的表層，通過較為短暫的機(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，再從斷裂面反射出來，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)就是通過對來自多個方面的超聲波加以利用，進(jìn)而引發(fā)瞬間共振，對巖土工程的裂縫以及結(jié)構(gòu)完整性加以檢測，從所得信號記錄中對空隙的位置進(jìn)行了解。

3.2 光纖傳感檢測技術(shù)

光纖傳感檢測技術(shù)在應(yīng)用過程中，可以先對一些具有敏感特性的物理量進(jìn)行檢測和判斷，將外界的物理量有效轉(zhuǎn)化成為光信號，然后再進(jìn)行后續(xù)的測量工作。隨著我國科技技術(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，并且在各個生產(chǎn)和建設(shè)領(lǐng)域中應(yīng)用得非常廣泛。

在我國各大巖土工程的檢測工作中，經(jīng)常會使用到光纖傳感檢測技術(shù)，通過該項技術(shù)的應(yīng)用，可以對建筑工程的諸多層面結(jié)構(gòu)來進(jìn)行檢測，提高了檢測工作的效率和質(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)勢更加明顯：抗電磁干擾、靈敏度高、體積重量小、應(yīng)用對象廣、便于組網(wǎng)等。

3.3 低場核磁共振技術(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比較脆弱，在實際的應(yīng)用過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)定的工作和運行。

（2）傳感器標(biāo)定。在實際的檢測工作中，需要針對光纖傳感器的外表面進(jìn)行相應(yīng)的封裝及防護(hù)工作，封裝的材料會吸納一部分的結(jié)構(gòu)應(yīng)變，以此來有效改變傳感器應(yīng)變傳遞的工作特點。針對這一現(xiàn)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(jìn)行及時糾正，提高了檢測工作的準(zhǔn)確度。

（3）溫度補(bǔ)償。在巖土工程無損檢測工作中，應(yīng)變和外部環(huán)境溫度的變化，都會出現(xiàn)FBG中心波長產(chǎn)生變動，令FBG傳感器對應(yīng)的應(yīng)變狀況和溫度存在的交叉敏感效果保持相同，在檢測工作中可以通過外部溫度補(bǔ)償?shù)姆绞絹砑右员Ｕ稀ＭǔＧ闆r下，通過FBG傳感器所具有的特定屬性封裝結(jié)構(gòu)，針對溫度敏感的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、油氣水區(qū)分等。

4 結(jié)語

對于巖土工程中無損檢測技術(shù)而言，其實是在計算機(jī)技術(shù)以及信號處理技術(shù)等多種先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上逐漸形成的，通過無損檢測技術(shù)應(yīng)用，可有效確定實際工程中橋梁、道路、煤炭、石油等領(lǐng)域的材料、構(gòu)件等的缺陷，并及時對其進(jìn)行量化、分析和解決。由此可見，巖土工程中無損檢測技術(shù)的應(yīng)用，在未來檢測領(lǐng)域內(nèi)具有十分廣闊的發(fā)展前景。