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土木工程建設的檢測與分析論文
近十年來(lái)國內外的專(zhuān)家一直在探索一種新的、科學(xué)的方法來(lái)提升工程檢測準確性。下面是小編收集整理的土木工程建設的檢測與分析論文，希望對您有所幫助!
[摘 要]目前在土木工程應用較為廣泛的是幾種無(wú)損檢測技術(shù)，本文著(zhù)重論述了它們在土木工程中的工作基本原理。對應用過(guò)程中出現的一些問(wèn)題提出了要求，并分析損傷檢測的未來(lái)發(fā)展與實(shí)現結構健康檢測的必然趨勢。
[關(guān)鍵詞]土木工程、損傷檢測、健康監測
土木工程都不可避免的會(huì )出現環(huán)境C6CCXA+侵蝕、過(guò)度使用、缺少維護以及材料本身的自然屬性引起的老化等狀態(tài)，從來(lái)影響使用效果。只有對土木工程及時(shí)進(jìn)行損傷檢測，才能夠及時(shí)發(fā)現問(wèn)題，準確的找到解決的方法與措施，使整個(gè)工程的質(zhì)量得到有效的保證。隨著(zhù)工程結構的損傷與老傷事例的增加，土木工程的操作檢測越來(lái)越被人們認識到其重要性。隨著(zhù)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展，土木工程的損傷檢測方法與技術(shù)已從簡(jiǎn)單的憑經(jīng)驗過(guò)渡到現在的依靠精密儀器進(jìn)行科學(xué)的檢測。傳統的檢測方法大多是從結構的外觀(guān)、現場(chǎng)荷載試驗、微破損試驗及破壞性的抽樣試驗等，這些方法中有部分對工程的結構有著(zhù)相當大的破壞性，并且很難檢測到的隱藏部位，對結構的全面信息無(wú)法完全獲知，檢測結果也大多是依靠檢測者的主觀(guān)與經(jīng)驗來(lái)判斷，其準確程度受到很大的限制，比較難以對結構的整體安全及退化的過(guò)程做出精確的分析。
近十年來(lái)國內外的專(zhuān)家一直在探索一種新的、科學(xué)的方法來(lái)提升工程檢測準確性�，F在被采納最多的，也最為先進(jìn)的方法就是運用系統識別、信號采集、動(dòng)測試、振動(dòng)理論及智能傳達室感器等跨領(lǐng)域與技術(shù)學(xué)科的試驗模態(tài)分析法。發(fā)達國家已將這種方法廣泛的運用于航天、精密機床等的故障分析、荷載識別和動(dòng)力修改等領(lǐng)域。目前這種損傷檢測技術(shù)也被應用到了土木工程中。這種方法被分為兩類(lèi)，一種為靜態(tài)檢測方法，包括聲發(fā)射檢測法、超聲波檢測法、射線(xiàn)檢測法、雷達波檢測法及紅外線(xiàn)檢測法等;另一種為動(dòng)太檢測法，主要方法是對結構進(jìn)行振動(dòng)損傷識別。
1.靜態(tài)檢測法
(1)聲發(fā)射檢測法：利用物體受外力或內力的作用易于產(chǎn)生變形或者裂斷，形成應力松弛，儲存的部分能量以應力波的形式被釋放出來(lái)的特點(diǎn)。聲發(fā)射應力波的聲源來(lái)自于物體內部的錯位、微裂紋以及內部微觀(guān)或宏觀(guān)變化的部份。聲發(fā)射是根據收到的聲源信號來(lái)分析聲源的性質(zhì)的一種方法。這種方法早在60年代已被發(fā)現并開(kāi)始應用，但因其聲發(fā)射信號復雜多變，并易受干擾，且難以采集和收取，一直發(fā)展緩慢。
(2)超聲波法：利用超聲波在介質(zhì)中易于傳播的特性，根據聲波的聲學(xué)量、聲學(xué)規律，依據聲速、傳播時(shí)間、超聲衰減和頻譜結合物體的形狀、力學(xué)量，通過(guò)對超聲波波形與測量到的聲學(xué)量來(lái)分析確定物體的力學(xué)、幾何特點(diǎn)并確定內部缺陷的方位與大小。由于條件的限制，此方法只適用于幾何形狀相對簡(jiǎn)單的小型的物體。
(3) 射線(xiàn)法：利用X射線(xiàn)或Y射線(xiàn)及中子射線(xiàn)對物體的穿透力根據其在穿透過(guò)程中受到吸收和散射而減弱的特性，使其在感光材料中對材料的內部結構與缺陷進(jìn)行檢測，在其形成的影像中分析內部的缺陷與變化。這種方法的缺點(diǎn)是設備笨重，對被檢測物體有一定程度的損傷，且由于X或Y射線(xiàn)被物體吸收部分后，穿透力大打折扣，不適用于大型的建筑物或水庫、橋墩使用，因而和不到廣泛的適用。
(4) 雷達波檢測法：利用發(fā)射天線(xiàn)將高頻電磁波(10- 2000MHz)以寬頻帶短脈沖形式送入介質(zhì)內部，經(jīng)目標體反射后回到表面，回波信號由接收天線(xiàn)接收。經(jīng)目標反射加到物體的表層，再經(jīng)回波信號，通過(guò)接收天線(xiàn)接收。電磁波的傳播路徑、電磁場(chǎng)場(chǎng)強度和波形通過(guò)物體的電性及幾何形態(tài)的變化，據接收的反射回波的雙程走勢與幅度和位置等信息的回收與分析，對物體的內部結構與缺陷進(jìn)行確定。這種方法適用于檢測地下隱蔽工程與道路工程。
(5) 紅外線(xiàn)檢測法：利用熱傳導與熱輻射的原理，通過(guò)原子或分分引起的振動(dòng)對物體進(jìn)行檢測。自然界中的物體，只要自身的溫度高于絕對零度都能輻射紅外線(xiàn)，物體表面溫度的分布直接影響傳熱時(shí)材料的內部結構、熱工性質(zhì)及表面狀態(tài)。物體通過(guò)紅外輻射轉成可視熱圖像，再經(jīng)過(guò)直觀(guān)對物體表面濕度分析，確定物體表面結構與缺陷，以此判定物體的結構變化與受損的程度，是一種無(wú)損傷檢測方法。
以上幾種檢測方法在應用上有不少的局限性，其主要表現在以下幾個(gè)方面：
1) 須事先知道易損傷的部位及損傷結構是可以接近的;
2) 對于大型的建筑物及大型復雜的結構體的一些損傷部位很難檢測，甚至是不可能到達;
3) 這些方法大多為定期的人工檢測，要對一些接受檢測的物體進(jìn)行停工或停止使用的方式進(jìn)行，給工期帶來(lái)一定的影響。
4) 在檢測期的間隔時(shí)段里不能及時(shí)發(fā)現損傷;
5) 不能對物體進(jìn)行實(shí)時(shí)在線(xiàn)連續不斷的監測;
2、動(dòng)態(tài)檢測方法
動(dòng)態(tài)檢測方法是利用結構的振動(dòng)響應和系統動(dòng)態(tài)的特性參數進(jìn)行結構的損傷檢測。結構模態(tài)參數(如固有頻率、模態(tài)振型、模態(tài)阻尼等)是結構物理特性(如質(zhì)量、剛度和阻尼)的函數，因此結構物理特性的改變會(huì )引起結構振動(dòng)響應的變化。這種檢測方法對于大型的結構整體檢測十分有效，被廣泛的應用于精密機械結構和航空航天方面。雖說(shuō)對于大型橋梁、石油平臺等大型結構可以利用振動(dòng)對結構進(jìn)行實(shí)時(shí)監測，但仍存大一些問(wèn)題，主要表現在以下幾方面：
(1)大型的結構復雜的工作環(huán)境與太多的不確定因素都對動(dòng)力性測量精度與損傷識別造成很大困難;
(2)此類(lèi)方法的識別靈敏度較低，很難在早期發(fā)現損傷;
(3)此類(lèi)方法還須有結構的早期信息;
3、健康監測的發(fā)展趨勢
為了解決上述方法的缺陷和不足，需要一種能夠長(cháng)期安裝在結構上的傳感器，能在正常環(huán)境下對結構的物理、力學(xué)及工作狀態(tài)、結構耐久度及工作環(huán)境進(jìn)行不間斷的實(shí)時(shí)監測，以期能早期發(fā)現，及時(shí)處理。健康監測必將應運而生，其優(yōu)勢主要表現在以下幾個(gè)方面：
(1)實(shí)時(shí)監測并及時(shí)預報，減少探傷維護費用，
(2)減少停工待檢帶來(lái)的損失，有效提高工期，
(3)隨時(shí)隨地自動(dòng)檢測，保證結構質(zhì)量;、
[結束語(yǔ)]：由上述土木工程的檢測方法的發(fā)展過(guò)程，我們不難看出，現有的方法已不能滿(mǎn)足日益發(fā)展的大型復雜結構的檢測，只有運用新型 的科學(xué)健康無(wú)損監測才能控制工程的成本，保證工程質(zhì)量。健康監測成為工程檢測的主要方法已成必然趨勢。
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