建筑土木工程试验检测措施分析.pdf

中文科技期刊数据库（引文版）工程技术 173 建筑土木工程试验检测措施分析 陈 馨 周绍锋 广西建宏工程科技有限公司，广西 桂林 545000 摘要：摘要：随着我国经济和社会的不断发展，建设工程的规模也在不断地扩大，而土木工程作为其中最重要的一种形式，其施工质量也越来越受到社会的重视。本文从土木工程的基本情况出发，对当前在土木工程试验检测中比较主流的无损检测技术进行了分析，并将其划分为直接测量技术、负荷响应技术、应用探测媒介技术三大类，并对其中发展快速的应用探测媒介技术进行了详细的分析，最后对无损检测技术的未来发展进行了展望。关键词：关键词：建筑；土木工程；试验检测 中图分类号：中图分类号：TU712 最近几年，随着我国经济和社会的不断发展，建设工程的规模也在不断地扩大，而土木工程作为其中最重要的一种形式，其施工质量也越来越受到社会的重视。土建工程的稳定性和质量控制的好坏，将直接关系到以后使用过程中的安全问题。与此同时，因为建筑工程结构都处在一定的外部环境中，降雨、降雪甚至台风、地震等自然因素都有可能对其产生影响，从而使其在各种情况下都不可避免地产生各种破坏，因此，在土木工程中进行测试和检测显得尤为重要。目前，NDT 技术发展迅速，已成为我国土木工程测试与测试的主要方式。NDT 自身不会对建筑物的总体结构造成任何影响，其测试结果的可信度高。所以，强化非破坏性测试与测试技术，已成为当今我国土木工程建设中不可回避的重要课题。因为非破坏性检测技术是非常多种多样的，而且随着现代电子技术的不断发展，它的种类也在不断地扩大，本文将重点讨论目前使用较多的几种技术，并对它们进行对比分析。1 常用无损检测技术及其分类 不同的无损检测技术在工作原理、配套工艺、硬件设备以及获得结论的信号处理方法等方面都有很大的区别，而这种区别也是在试验检测过程中具体选择技术的主要依据。按照工作原理这个分类准则，目前土木工程的无损测试检测技术可以分为三类：直接测量、负荷响应和应用探测介质技术。因为最近几年，应用探测介质技术的发展速度很快，而且它所使用的装备也越来越高科技和精密，所以已经受到了业内的高度重视，所以在这里，我们也将着重对相应的探测介质技术进行详细的分析，以符合测试检测行业的发展方向。1.1 直接测量技术 直接测试法作为一种比较传统的非破坏性测试方法，具有操作比较方便的特点，因此，其应用日益广泛。其适用范围多为某一能被直接测定的物性参数，或由某些能被测定的物性参数导出的情形。例如，水泥中的含水量与水泥的强度有着很大的关系，这一点无法通过测量，只能通过其他物性参数来判断。在试验检测中，可以采用对含水混凝土进行称重、再对烘干后的相同检测对象进行称重、最后得出相减的方法来判定混凝土材料的含水量。在工程实践中，通常采用对某工程建筑进行试验时，采用牺牲较小损伤作为判断其含水量的方法，比如对墙壁进行少量试验。再比如，电化学检测技术的应用也是直接测量，其主要是通过在待检测的混凝土试样上安装电极，得出通过试样的电流，并根据标准方法计算出腐蚀电流，来判定土木工程混凝土结构中的钢筋腐蚀速率。但在实际应用中，受多种难以控制的因素，其检测精度无法得到有效保障。1.2 负荷响应技术 负荷响应法，就是根据受测物在加载时的反映程度，判断受测物的品质。考虑到建筑物的整体稳定性，在要求荷载很大的情况下，显然不适合使用这种方法。其中，最具代表性的是荷载反应技术振动分析技中文科技期刊数据库（引文版）工程技术 174 术。土木结构的固有振动频率由建筑材料的选择、结构的设计方案和结构的整体刚度所确定，但当其正式服役时，将会受到包括风场在内的多种扰动力的综合影响，从而使其处于持续振动的状态。通常，该干扰没有固定的规律性，属于宽频带，可由其自振频率引起。通过检测其自身的自振特性，来判定其线度、刚度、完整性和稳定性等是否出现重大的宏观损伤。此法既高效又容易，尤其是当工程建设的范围越来越大时，其应用价值越来越突出。1.3 应用探测媒介技术 目前，越来越多的无损检测技都要求使用探针介质，而探针介质又分为波和场两类。按照测量具体形式的差异，可以将该技术分为两大板块：主动检测技术和被动检测技术，前者的探测媒介是由检测设备产生与发送，后者的探测媒介则是来自于探测对象本身。在后面的文章里，将会选择一些常用的检测媒体技术进行详细的讨论。2 应用探测媒介的无损检测技术 2.1 利用机械波的技术 根据机械波的不同，有冲击回波技术、超声脉冲回拨技术、声发射技术等。（1）冲击回波技术。这一技术在土木工程试验检测中使用得比较多，它的基本工作流程是：由专门的试验检测人员用铁锤敲打试样，或用下落的小球对其进行冲击，从而使其产生一定的声波，这一声波被试样附近的传感器接收。当试样存在损伤时，则传感器所接收到的声波频率与标准情况有很大的差别，从而判定建筑土木工程的损伤。目前，DSP（DSC）傅立叶变换（FFT）作为一种重要的探测手段，能够对土木工程结构内部的裂纹、分层和空洞进行探测。另外，由于该方法使用的是空气，所以不需要对样品表面进行特殊的平整。但不可否认的是，随着对土木工程质量要求的不断提高，冲击回声技术在灵敏度和分辨率上都显得有些不足，而且，尽管测试过程比较简单，但耗时较长，不利于测试和测试的效率。（2）超声脉冲回拨技术。在进行土木工程测试和检验时，利用 PZT 压电式探头接收超声信号。它的工作原理主要是根据被测物的机械特性和几何形状，来确定脉冲回声量的大小。超声波的传播速度取决于土木工程中所用物质的硬度和密度，而声波的衰减和频谱的变化则与被测物质中的粒子尺寸有很大关系。也就是说，通过这项技术，我们可以对土建工程中诸如混凝土缺陷状况、墙体完整性、钢筋强度等多方面进行控制。但同时，也应指出，将超声波脉冲回波技术用于土木工程测试，也有其局限性。比如，混凝土本身对声波有一定的吸收，或者是集料对超声波的散射，这些都会影响到测试的准确性。目前，要解决上述问题，主要有两个途径，一个是直接提高超声功率，另一个就是引进先进的信号处理和显示技术，这也是目前业界正在探讨的重要问题。（3）声发射技术。声发射是物理学中的一种现象，其主要是指某一物体受到源于物体之外的载荷作用后，其会在短时间内以应力波形式完成内部弹性能量的释放。通常，这种能量来自于材料中的异常状态，如位错、裂缝等。可见，该方法在土木工程测试测试中的运用，可根据测试数据对被测对象的内部属性作出判定。在实际施工中，受试件几何尺寸、质构形态、外加载荷的作用方向等因素的影响，而受水泥的种类、骨料的粒径、建筑物的使用年限等因素的影响。也就是说，声发射信号能够获得的检测信息十分丰富，但同时其中的信息也十分复杂，很难从中提取出有价值的核心信息，为试验检测提供结果参考。2.2 利用电磁波的技术 使用电磁波的技术又被称作 NDT-CE-EMT 技术，它是无损检测技术的一个重要分支，其探测介质是微波频段的电磁波，频率多在 901000 MHz，根据实际的检测情况加以确定。利用电磁波的传播时间，反射技术，折射率等参数，来判定待测对象的特性。目前，在土木工程的测试和检验中，大多使用的是电磁探测技术地射雷达。在实际工作中，我们可以发现，这一技术在应用上具有比较显著的优点，它能够实现对目标的非接触、甚至于对目标进行远程探测，并且具有更高的操作准确度；这种方法特别适合于非金属材质的测试，这也与土木工程中非金属材质如混凝土、砖等所占比例较中文科技期刊数据库（引文版）工程技术 175 大的实际相吻合；而且，这种方法不需要对样品的表面进行特殊处理。然而，受其内在屏蔽效应的影响，地穿雷达技术不能探测到金属内部和金属板后的目标，其在土木工程测试中的应用范围受到限制。2.3 利用光波、红外线的技术（1）电子散斑干涉技术。此技术可分为两类：ESPI 和 SPSI。电子散斑干涉是根据全息术的基本原理，利用被测光和基准光进行干涉，然后用 CCD 摄像机采集干涉条纹。通过对被测对象形变前和形变后的干涉图像进行差分，获得了反映被测对象形变区域内位移场的条纹图像。采用相位偏移技术，其分辨率可达 20纳米量级。ESPI 是一种可对扩散层表面进行三维位移测量的非接触式全域探测技术。SPSI 不像电子探针那样，它直接测量对象表面的变形，而非位移。从物体表面反射出来的光线，会被一分为二，每一道光线都会在横向上相隔一段很小的距离，然后又会相互干扰。它不会对对象的刚体运动作出响应。（2）热图成像技术。这种方法也被称为红外热成像技术，主要是利用材料的导热特性来进行测试。利用热源，向试样提供一定的热能，从而使得试样表面形成一定的温度分布，从而反映出物体表层和表层之下材料或结构的热导率的不同。可见，此种技术在应用到土木工程试验检测过程中时，不能获得土木结构深度，也就是厚度的相关信息，但是，它在对建筑墙体保温功能的判定、对墙体内部金属件的分布情况进行探测等方面，有着较高的适用价值。3 土木工程试验检测措施前景 3.1 人才的储备 随着科学技术的发展，建筑工业也在进行着技术革新。将更为先进有效的技术应用于建设及竣工后的安全检查，并将其应用于土建工程的检验与检验。由于科技的日新月异，传统的测试仪器已无法适应测试单位的作业要求。随着新仪器的引进，检验单位在人员配置、对行业内的相关知识、对先进技术的运用等要求也越来越高。对各类测试数据的准确度和准确度都要有一定的认识和应用能力。从目前检验工作的状况看来，人才匮乏，人才匮乏，人才匮乏。随着大型建设企业对建设质量及节约时间的要求日益提高，各种测试与检验手段在土建工程中的运用仍十分广泛。采用更为高效的技术，采用更为先进的测试仪器，不仅能满足建设单位的要求，也能为我国的发展做出贡献。3.2 新型技术的应用 在土木工程的试验检测阶段，所需要的技术支持是非常巨大的。伴随着社会的发展，各个建设单位对质量的要求越来越高，检测方对检测的数据也要有所提高，检测的时间也要尽可能地缩短。在土木施工中，其中，质量检测是最为关键的环节，只有满足了检测的要求，才能进行，而且，必须要按照国家的相关标准，才能保证工程完工后的建筑沉降、变形等在一个合理的范围内。本项目所提出的新型监测方法和方法，将会得到很好的推广和推广，其成果将会为国内多年冻土区工程施工提供技术支持，也将为山区、跨海等重大工程提供有力的技术支撑。针对工程建设中的各种测试和测试方法，按照不同的建设条件合理配置，可以提高测试效率。利用最新的技术和理论支持，能够更直观地为检测方提供科学的检测数据，建设方在此基础上，制定进一步的施工计划和方式。3.3 最新设备的引用 虽然，在某种意义上，传统的检测设备可以满足一些普通施工的检测需求，然而，在进行大规模的施工时，现有的设备比如回弹仪、强度检测仪、低应变基桩检测仪等，都不能完全适应大型施工的质量检测需求，因此，对现有的测试技术和装备进行分析，可以看出，对国内的测试技术和装备的引入，将会对国内的一些重大工程，比如：超大型跨海桥和连续隧道的测试，产生很好的效果，虽然目前测试单位的一些问题已经得到了很好的改善，但是，随着技术的发展，测试人员的技术水平也越来越差，因此，最好的办法就是进行国外的技术交流，引入更多的先进测试设备，提高我国的科学水平。4 结语 目前，无损试验检测技术已成为土木工程测试与测试的主要手段，该方法对人工作业的需求较小，能中文科技期刊数据库（引文版）工程技术 176 够降低人工失误，且不会对建筑结构造成太大的影响。可以预见，在今后的几年里，将会有更多的非破坏性测试技术用于土木工程领域。总的来说，大部分的无损检测技术的实质都是信息技术，它的应用过程就是一个获取信息、提取信息、得出结论的过程，所以，要想持续地促进无损检测技术的发展，行业发展的总体趋势就是要加强对新型高性能的发送或接收转能器的研究，并不断地提升信号处理技术的水平。目前，随着神经网络、人工智能和模式识别等前沿技术的不断发展，这一领域的研究也将不断深入。参考文献 1缑志云.建筑工程试验检测结果的误差分析及控制措施J.中国建筑装饰装修,2021(7):100-101.2曹甫臣,李青.建筑土木工程试验检测措施分析J.四川建材,2020,46(11):32-33.3万子旭.建筑工程试验检测结果的误差及控制措施分析J.安徽建筑,2019,26(1):185-186.4侯文康.建筑工程试验检测结果的误差分析及控制措施J.居业,2018(8):7-8.5于昕鑫.土木工程试验检测措施研究与分析J.科学技术创新,2018(18):103-104.