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土木工程本科函授論文
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【土木工程本科函授論文一】
[摘 要]無損檢測技術是土木工程中一種經(jīng)常使用的技術，并且發(fā)揮著非常重要的作用。本研究探究了無損檢測技術的特點和現(xiàn)狀，并且對無損檢測技術在土木工程中的具體應用作了具體的闡述。目的是給土木工程建設中的無損檢測提供一定的參考。
[關鍵詞]土木工程 無損檢測 現(xiàn)狀 方法 應用
無損檢測技術也被稱為非破壞性檢測，也就是說在不破壞待測物質(zhì)的原有狀態(tài)的情況下，對其品質(zhì)相關指標進行檢測分析。這種技術在土木工程中得到了較為廣泛地應用，并且取得了很大的成績。無損檢測技術的優(yōu)勢在于它可以定量掌握工程強度和工程缺陷，同時它可以科學地評價構(gòu)件的額定負荷和壽命。在土木工程中使用無損檢測技術有利于施工單位及時地改善施工狀況，從而有效地降低了不必要的經(jīng)濟損失以及人員傷亡。
1 無損檢測技術應用特點及其現(xiàn)狀分析
顧名思義，無損檢測技術是一種在不損傷成品或材料的前提下進行內(nèi)部缺陷評價的技術。無損檢測技術的應用原理是當材料或者建筑成品內(nèi)部結(jié)構(gòu)存在缺陷時，對聲、光、電以及磁的反應是具有一定特點的，通過對這種特異的反應可以科學的評價材料或成品內(nèi)部結(jié)構(gòu)的危害程度。無損檢測技術的最大特點就是能在不損害材料的情況下，對材料或者成品的結(jié)構(gòu)、材質(zhì)進行檢測，并且無損檢測技術的準確率是非常高的。
但是無損檢測技術的應用存在一定的局限性，不是所有的材料或成品都能進行無損檢測，有些材料的檢測只能進行破壞性試驗，也就是說無損檢測技術還不能完全地代替破壞性試驗。目前，在進行材料和建筑成品評價時，通常將無損檢測和破壞性試驗結(jié)合在一起使用。
近些年，我國土木工程無損檢測技術得到了快速發(fā)展，很多單項技術都達到了國際水平。通過不斷地技術攻關，已經(jīng)開發(fā)出來很多無損檢測方法，包括拔出法、超聲回彈綜合法、取芯法以及回彈法等，同時制定了相應的無損檢測規(guī)程，這大大地促進了無損檢測技術在土木工程中的應用;無損檢測技術體系逐漸完善，有效的無損檢測技術越來越多，像紅外成像技術、波動分析技術、激光技術、以及雷達技術都得到了廣泛的應用，比如在檢測外墻面磚粘貼質(zhì)量時，采用紅外成像技術;開發(fā)的配套檢測設備已經(jīng)達到了數(shù)字智能化水平，它們具有綜合的測試結(jié)果分析和計算功能，而且測試數(shù)據(jù)處理也已經(jīng)進入信息處理時代[1]。
2 無損檢測的常規(guī)方法及新技術
2.1 無損檢測的常規(guī)方法
土木工程的無損檢測技術應用的非常廣泛，每種材料或者建筑成品的檢測都有專門的檢測技術。具體內(nèi)容如下：第一，混凝土強度的.無損檢測。在混凝土強度檢測時，主要采用回彈法和超聲回彈綜合法�；貜椃ㄊ怯没貜梼x彈擊混凝土表面，并以表面硬度來推算混凝土的抗壓強度，我國土木工程中使用的回彈儀種類比較多;超聲回彈綜合法是指用超聲傳播速度、回彈值來綜合評價混凝土強度，國內(nèi)超聲儀器種類也非常多，能夠很好地滿足土建工程無損檢測需求;第二，混凝土內(nèi)部缺陷檢測技術。由于工程施工和施工管理問題、環(huán)境問題，混凝土內(nèi)部可能存在各種缺陷，包括混凝土裂縫、空洞等。
土木工程中通常采用超聲波測量混凝土的波幅、波形頻率以及聲速等參數(shù)來判斷混凝土是否存在缺陷，這種檢測方法的準確性是比較高的;第三，樁基質(zhì)量的無損檢測技術。工程樁施工是一個很復雜的過程，并且工程樁施工質(zhì)量的影響因素很多，因此工程樁的完整性很難保證，經(jīng)常會出現(xiàn)蜂窩、夾泥、斷樁、裂縫以及離析等問題。在樁基質(zhì)量檢測時通常采用聲波反射法和超聲透射法;第四，建筑鋼結(jié)構(gòu)和混凝土中鋼筋檢測技術。
鋼結(jié)構(gòu)在土木工程施工中的應用越來越廣泛，為了保證鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量就需要對其質(zhì)量進行檢測，通常采用超聲波探傷檢測技術;混凝土中的鋼筋起著非常關鍵的作用，所以工程施工對混凝土鋼筋有著很嚴格的要求，其數(shù)量、位置、排列方式都有具體的設計要求。通常采用電磁感應法和電化學法檢測混凝土中的鋼筋是否存在問題[2]。
2.2 無損檢測的新技術
隨著我國土木工程業(yè)的不斷發(fā)展，無損檢測技術也得到了進一步的發(fā)展，在無損檢測中又誕生了一些新的檢測技術，這些新的檢測技術主要包含了沖擊回波法、彈性波層析成像技術、聲發(fā)射檢測技術、紅外成像技術、工程雷達檢測技術、瑞利表面波檢測技術以及混凝土無損檢測中信號處理技術等。
具體技術介紹如下：第一，沖擊回波技術。該技術主要是通過對混凝土表面施加微小沖擊而產(chǎn)生應力波，進而對應力波在傳播中產(chǎn)生的位移響應進行頻譜分析，頻譜分析可以獲得混凝土結(jié)構(gòu)厚度和缺陷深度;第二，彈性波層析成像技術。該技術主要是利用某種射線源，再根據(jù)外部檢測設備獲得的投影數(shù)據(jù)，最終通過計算機生成二維或者三維圖像來實現(xiàn)結(jié)構(gòu)檢測。
這種技術在工程檢測中應用非常廣泛，如工程地質(zhì)勘探、混凝土構(gòu)件質(zhì)量檢測、地基處理和加固評價、路基病害探測等;第三，紅外成像技術。該技術是利用紅外熱像儀探測物體輻射紅外線能量，可以通過溫度分布形成的熱像圖直觀地看出物體結(jié)構(gòu)存在的缺陷。
該技術在工程中也得到了廣泛的應用，如建筑外墻剝離層檢測、玻璃幕墻保溫隔熱性檢測、門窗防滲漏檢測等;第四，工程雷達檢測技術。工程雷達檢測技術使用的雷達頻率屬于寬頻脈沖電磁波，并且雷達天線由接受和發(fā)射兩部分組成。該技術主要是根據(jù)反射波的運行時間、波形以及幅度來推斷工程介質(zhì)的分布，該技術通常會用在路面、機場跑道的分成厚度、地下水滲漏等的檢測方面;第五，瑞利表面波檢測技術。
該技術在巖土工程中發(fā)揮著巨大的作用，而且它將發(fā)揮更廣泛的作用;第六，混凝土無損檢測中信號處理技術�；炷脸暀z測過程中，缺陷信息會被噪聲干擾，導致缺陷信息沒有得到很好的接收，所以必須要采用信號處理技術來降低噪聲對缺陷信息的干擾。目前，信號處理新方法有混沌優(yōu)化神經(jīng)網(wǎng)絡法、分離譜技術以及信號融合識別技術等[2]。
3 我國土木工程無損檢測技術的具體應用
無損檢測技術在土木工程中得到了非常廣泛的應用，無損檢測技術在工程中的具體應用主要表現(xiàn)在以下方面：第一，無損檢測技術在砌體結(jié)構(gòu)住宅裂縫與材料強度檢測中的應用。無損檢測技術通常使用在工程裂縫檢測、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)檢測、混凝土表面裂縫中，在檢測中無損檢測技術得到了很好的應用;第二，無損檢測技術在混凝土強度非破損檢測中的應用。
在混凝土強度檢測中通常采用回彈法和超聲脈沖法兩種無損檢測技術;第三，無損檢測技術在鋼筋位置檢測中的應用。鋼筋位置檢測一般都在構(gòu)件上進行，而鋼筋位置探測儀是常用的設備;第四，無損檢測技術在土木工程質(zhì)量監(jiān)督和控制中的應用。無損檢測技術是工程質(zhì)量檢測和處理的常用方法，并且它是工程質(zhì)量預控和監(jiān)督的有效手段[3]。
由于無損檢測技術具有非破損、便捷、速度快的優(yōu)點，因此它不僅在土木工程中得到了廣泛的應用，它也在工業(yè)與民用建筑工程、道路工程、隧道工程以及水利水電工程中發(fā)揮重大作用。
4 結(jié)語
總之，無損檢測技術在土木工程材料和成品檢測中發(fā)揮了巨大的作用，它的非破損優(yōu)勢使得這種技術使用的范圍越來越廣，并且越來越多的新無損檢測技術不斷的產(chǎn)生，這些技術的使用大大地提高了土木工程的質(zhì)量。因此，我國土木工程相關單位應該進一步加強無損檢測技術的研究和應用。
參考文獻
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[2] 劉鎮(zhèn)清，劉驍.超聲無損檢測的若干新進展[J].無損檢測.2010(09)：34-35.
[3] 許軍，羅飛路，張耀輝.多傳感器信息融合技術在無損檢測中的應用研究[J].無損檢測.2010(08)：23-25.
【土木工程本科函授論文二】
摘要：隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，大型建筑設施的出現(xiàn)對土木工程技術提出了更高的求。在土木工程的施工過程中，對其施工過程中出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)性損傷及時進行有效檢測，并針對出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)性損傷進行及時的維修，不僅可以提高土木工程的質(zhì)量，延長建筑成果的壽命，同時還可以避免許多重大質(zhì)量安全事故的發(fā)生。
本文對土木工程結(jié)構(gòu)檢測技術進行了探討研究。分析了目前土木工程中的主要結(jié)構(gòu)檢測技術，并著重介紹了在土木工程結(jié)構(gòu)檢測技術在發(fā)展過程中完善損傷判別的指標，提高檢測正確性、優(yōu)化傳感器的布置，提高檢測的可靠度以及非線性診斷技術的應用，滿足實際情況等具體的應用發(fā)展趨勢。
關鍵詞：土木工程;結(jié)構(gòu)檢測技術;發(fā)展趨勢
1 土木工程結(jié)構(gòu)的主要檢測技術
土木工程結(jié)構(gòu)檢測在工程建設中具有很重要的經(jīng)濟效益和社會效益。結(jié)構(gòu)檢測技術在土木工程中的應用不僅涵蓋了工程地質(zhì)學、結(jié)構(gòu)力學和建筑材料學等理論，還和工程的施工工藝、評估標準以及質(zhì)量要求等有著密切的聯(lián)系。土木工程結(jié)構(gòu)檢測技術隨著科技的不斷進步，逐步實現(xiàn)了現(xiàn)代化，在土木工程的混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)的檢測上得到了廣泛的應用。下面，就主要從三種結(jié)構(gòu)的檢測技術進行分析，并簡要探討整個結(jié)構(gòu)檢測技術的發(fā)展趨勢：
1.1混凝土結(jié)構(gòu)檢測技術
混凝土結(jié)構(gòu)檢測技術通常是采用鉆芯法、超聲法和回彈法。鉆芯法比較可靠直接，但是對整個土木工程的建筑結(jié)構(gòu)存在一定的損傷，通常沒有得到業(yè)主認可和容易產(chǎn)生嚴重后果的前提下，都不會采用這種檢測方法。而超聲法則是一種比較先進的檢測技術，它是利用超聲波在混凝土結(jié)構(gòu)中的傳播參數(shù)來對整個混凝土的結(jié)構(gòu)進行檢測，由于混凝土中的材料成分復雜，對超生波的衰減和吸收的差異性較大，當整個混凝土結(jié)構(gòu)對整個超聲波傳播中產(chǎn)生的具體參數(shù)變化情況一定時，就可以根據(jù)具體的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行內(nèi)部結(jié)構(gòu)是否出現(xiàn)裂縫或空洞的情況進行確定，檢測出內(nèi)部結(jié)構(gòu)的缺陷狀態(tài)。
鉆芯法則是目前土木工程中最常用的檢測方法，它是通過回彈儀來測定整個混凝土的強度。一般都是采用專門的水冷式鉆機，在整個混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)建上進行采樣，然后在開始混凝土結(jié)構(gòu)的抗壓強度的實驗，進而推斷出整個混凝土內(nèi)部的結(jié)構(gòu)缺陷情況。
1.2砌體結(jié)構(gòu)檢測
國內(nèi)很多的土木工程都是采用的砌體結(jié)構(gòu)，由于它本身的自重較大，加上強度和粘結(jié)度較低的缺點，當收到強大的外力作用時很容易出現(xiàn)損壞的情況，因此對砌體結(jié)構(gòu)進行檢測對整個砌體建筑的質(zhì)量保證有著積極的意義。砌體結(jié)構(gòu)的檢測技術主要分為動態(tài)檢測和靜態(tài)檢測。同時材料的不同也決定了砌體結(jié)構(gòu)檢測技術的不同，當砌體是石塊，通常采用鉆芯法進行檢測，當砌體是磚體是通常采用回彈法以及回彈發(fā)和鉆芯法結(jié)合的方法。
自重砂漿輕度是整個砌體結(jié)構(gòu)檢測中的重要參數(shù)，一般都是采用的筒壓法和推出法。筒壓法通常是將樣本砂漿進行碾碎、烘干，然后分成具有級配的砂漿顆粒，然后裝到承筒中進行筒壓法，然后再斷定砂漿的強度是否達到質(zhì)量的要求。推出法則是利用推出儀在砌體結(jié)構(gòu)的墻體上面推出磚塊，然后結(jié)合水平推力和推出磚塊西表面砂漿的飽滿度來進行檢測，進而達到檢測砌體結(jié)構(gòu)的目的。
1.3鋼結(jié)構(gòu)檢測 鋼結(jié)構(gòu)的檢測通常都是指鋼構(gòu)件的性能會質(zhì)量的檢測。另外，鋼結(jié)構(gòu)的檢測可以細分至構(gòu)件的變形損傷。尺寸偏差以及構(gòu)造和涂裝還有構(gòu)建材料的連接和性能測定等項目，
在檢測過程中必要時可以對鋼構(gòu)件的性能進行實載檢測和動力測試。和混凝土結(jié)構(gòu)。砌體結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)具有自重輕、強度高、材質(zhì)均勻且韌性和塑性良好的優(yōu)點，這樣在土木工程中的應用就更加具有優(yōu)勢。
隨著鋼結(jié)構(gòu)在土木工程中的應用越來越廣泛，鋼結(jié)構(gòu)的檢測技術也在不斷進步。目前，鋼結(jié)構(gòu)的主要檢測技術有超聲波檢測、射線檢測、滲透檢測、磁粉檢測以及渦流檢測等，結(jié)合這些先進的檢測技術，整個鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)部的缺陷情況能夠比較精準地檢測出來。但是鋼結(jié)構(gòu)檢測技術在國內(nèi)的.發(fā)展還在不斷前進中，不具備成熟的檢測技術，今后還有待進一步的完善和改進。
2 土木工程結(jié)構(gòu)檢測技術的發(fā)展趨勢
2.1完善損傷判別的指標，提高檢測正確性
現(xiàn)有的土木工程結(jié)構(gòu)檢測技術在損傷指標的判別上已經(jīng)形成了科學系統(tǒng)的體系，在主要檢測參數(shù)的設置和分類上也取得了很大的進步。但是，國內(nèi)土木工程結(jié)構(gòu)檢測技術和國外的相比還存在一定的問題，需要對損傷判別的指標進行不斷的完善，以提高整個結(jié)構(gòu)檢測的全面性和正確性。
在選擇特征量方面，通常都利用一些在損傷情況時結(jié)構(gòu)中的一些變化參數(shù)來來進行診斷的，這些特征量能夠反映出整個土木工程結(jié)構(gòu)中的抗壓、抗剪以及材料的結(jié)合力等變化情況，進而通過這些指標的綜合分析來診斷結(jié)構(gòu)內(nèi)部是否出現(xiàn)了裂縫或者空洞情況。隨著我國土木工程建設的技術不斷進步，在質(zhì)量方面的要求也逐步提高，整個檢測技術應該圍繞著工程建設的質(zhì)量要求來進行改進，在損傷判別的指標選定和完善上面，要進行不斷的完善，最終滿足整個土木工程的建設要求，提高檢測技術的科學性、準確性。
2.2優(yōu)化傳感器的布置，提高檢測的可靠度
傳感器的數(shù)量、位置和類型對整個土木工程的檢測技術起到了決定性的作用。隨著土木工程的建設復雜性與日俱增，在結(jié)構(gòu)檢測的診斷過程中對傳感器的優(yōu)化工作也提出了新的要求。在今后的土木工程結(jié)構(gòu)檢測技術的發(fā)展過程中，傳感器的布置應該得到有效的優(yōu)化，進而提高整個檢測技術的可靠性。傳感器的優(yōu)化應該在結(jié)構(gòu)總體分析的模型基礎之上，利用廣義的遺傳算法來進行，從而確定傳感器的優(yōu)化布置工作。
另外，在傳感器的數(shù)量布置上，也應該進行科學的優(yōu)化，利用噪聲信號系統(tǒng)的正確運作來實現(xiàn)信息的最有采集工作，將優(yōu)先的傳感器數(shù)量設置進行最佳的合理安排，進而實現(xiàn)傳感器優(yōu)化布置。在今后的發(fā)展過程中，土木工程結(jié)構(gòu)檢測技術在傳感器的優(yōu)化布置上應該投入更多的精力，實現(xiàn)檢測技術的精良應用。
2.3 非線性診斷技術的應用，滿足實際情況
土木工程的結(jié)構(gòu)大體上都是非線性的結(jié)構(gòu)，在檢測技術的應用上應該結(jié)合整個結(jié)構(gòu)的非線性特點進行非線性診斷技術的應用，從而體現(xiàn)整個結(jié)構(gòu)檢測技術的科學性。雖然目前在土木工程結(jié)構(gòu)檢測技術中非線性診斷技術的應用存在一定的困難，相較于線性診斷而言，這種技術更加需要復雜的計算算法和技術操作，但是非線性診斷技術更加貼近實際。
在今后的結(jié)構(gòu)檢測技術發(fā)展中，非線性技術的研究和應用應該成為一個重點，考慮到遺傳算法、小波分析和神經(jīng)網(wǎng)絡在非線性分析和數(shù)據(jù)處理上所具有的優(yōu)勢，在結(jié)構(gòu)損傷的辨識上面非線性結(jié)構(gòu)診斷技術有著很大發(fā)展空間和前景。非線性結(jié)構(gòu)檢測技術在發(fā)展中應該不斷針對土木工程的建筑結(jié)構(gòu)作出調(diào)整和優(yōu)化，改進和完善整個非線性結(jié)構(gòu)診斷技術的應用。
結(jié)語：目前我國的土木工程結(jié)構(gòu)檢測技術還處于一個不斷發(fā)展的階段，在混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)的檢測技術上還有很大提升空間。針對這些結(jié)構(gòu)檢測技術進行研究，能夠拓展整個土木工程檢測技術的發(fā)展空間。土木工程檢測技術的不斷改進和優(yōu)化，能夠為整個土木工程建設領域帶來很大的影響，能夠更好地保障整個工程的建設質(zhì)量，符合社會的發(fā)展要求。
參考文獻：
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[2]李宏男，李東升;土木工程結(jié)構(gòu)安全性評估、健康監(jiān)測及診斷述評[J];地震工程與工程振動;2002年03期
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