土木工程结构检测技术及损伤识别方法研究

土木工程结构检测技术及损伤识别方法研究

梁平

关键词：土木工程结构；结构检测技术；损伤识别

近年来，随着土木工程的不断发展，人们对于建筑的质量也提出了更高的要求。土木工程结构是整个建筑体的支撑，也是人们日常生活、工作和学习环境中的重要支撑，只有确保土木工程结构的安全性，才能够保证人们能够安全的使用，否则就会威胁到人们的生命财产安全。在土木工程中，其结构主要会受到外部环境的影响，从而导致土木工程结构的性能下降和内部出现损伤。为此，只有对土木工程结构进行科学合理的检测以及对其内部的损伤进行准确的判断和识别才能够保证其安全性，这就需要运用到必要的检测技术及损伤识别方法了。本文将深入对土木工程结构检测技术级损伤识别方法进行研究，以期提升土木工程结构的安全性。

一、土木工程结构检测技术

1、砌体结构检测技术

在土木工程中，砌体结构作为一种比较常见的结构形式也是其中比较关键的

支撑。对砌体结构进行检测主要采取动态检测和静态检测这两者形式，这两种检测形式的检测都需要检测技术具备有较高的精准度。一般来说，砌体结构的检测技术主要运用回弹法与钻芯法，在检测的过程中需要根据砌体结构的主要构成材料来进行确定选择那种检测方法。例如，如果土木工程的砌体结构为石块砌体时，这个时候选择钻心法最为合理，如果砌体结构为红砖组成，则可以通过回弹法与钻芯法结合使用最为合适。另外，在对砌体结构进行检测时，检测人员需要将砌体结构中的自重砂浆轻度作为检测参数，然后利用推出法与筒压法来进行相应的检测，其中推出法的检测流程相对于简压法更为简单，推出法不需要进行任何取样，而筒压法则需要对砌体结构进行取样，这两种方法都可以准确的判断出样本中砂浆是否符合相关的质量要求。

2、混凝土结构检测技术

一般来说，在土木工程中混凝土结构检测技术主要分为三种，分别是钻芯法、

超声法和回弹法。

钻芯检测方法是一种从结构混凝土中钻取芯样以检测混凝土强度和检测混凝土内部缺陷的检测方法，它是一种比较直接、且具有较高可靠性的检测方法，这种方法采用的工具是钻机和人造金刚空心薄壁钻头，可能会在一定程度上对土木工程的建筑结构造成损伤，为此，在使用这种检测方法时一定要征求业主的意见，在业主同意的情况下再进行检测，避免产生一些纠纷。

超声法检测技术的主要原理就是混凝土的成分比较复杂，其吸收超声波的大小是不一样的，在检测的过程中从超声波的衰减变化水平就可以分析出混凝土结构是否符合标准。这种方法比较先进，其在检测的过程中运用到先进的计算机和超声波，所检测出来的数据也是比较科学合理的。该技术的要点主要是利用混凝土组成材料的复杂性，在混凝土中不同材料吸收超声波的性能都存在着较大差异，一旦混凝土结构对超声波传播中的具体参数变化情况保持不变时，可以通过具体的检测数据来分析混凝土内部结构是否出现空洞或者裂缝，从而确定出混凝土内部结构存在的各种问题，这种技术目前已经被广泛的应用与土木过程结构的检测中。

回弹检测方法主要检测的是混凝土结构的硬度和强度，其检测原理是利用混凝土的抗压强度与其表面硬度之间存在的某种关系，具体操作是运用回弹仪的弹击锤被一定的弹力打击在混凝土表面上，然后分析回弹仪的回弹高度与混凝土表面硬度形成一定的比例，从而判断出混凝土结构的硬度和强度是否符合要求。这种方法在在土木工程结构检测的实际中应用是最为广泛的，也是具有比较简便的实际操作性，但是该方法并不能反映出混凝土内部的质量。

3、钢结构检测技术

在土木工程结构中，钢结构是一种具有自重轻、韧性强、强度大等优势的结

构，在土木工程中被广泛的应用，具有十分广阔的发展前景。对钢结构进行检测主要是利用检测技术对钢构件进行相应的检测，其中包括钢构件是否存在变形或损伤、尺寸是否存在偏差，还能够判断出构件的构造、连接以及性能等。一般来说，对于钢结构检测的技术主要有实载检测和动力测试这两种。但是随着科学技术的不断提升，钢结构检测技术也取得了新的进展，出现了很多先进的检测技术，其中包括渗透检测、射线检测、磁粉检测、超声波检测以及涡流检测等，让钢结构的检测变得更加的简便和精准，从而保证钢结构的质量。

二、土木工程结构损伤识别方法

1、整体结构损伤识别方法

我们对土木工程结构的内部损伤进行识别主要是对其结构参数进行分析，如

果其参数发生重大变化则说明其内部出现损伤，这些参数主要包括有刚度、阻尼、质量等物理参数。目前，对整体结构损伤识别的方法主要有模型修正法、遗传算法、神经网络算法及动力指纹法。其中模型修正法是通过土木工程结构模型的构建来对其约束条件进行优化和动力测试，从而在某种程度上对土木工程结构中的阻尼、质量、刚度等参数进行修正，但是这种方法在测试过程中对参数的敏感度不足，很容易导致测量过程中产生较强的噪音或者测量结果不够准确等。遗传算法是一种以适者生存、优胜劣汰的原则来对土木过程结构损伤进行识别，是自然界的生存法则，这种方法能够识别出土木工程结构的最佳状态，且适用性非常强，其操作也比较简单，特备适合那些信息量较少的结构损伤识别和判定。神经网络算法也是一种常用的土木工程结构损伤识别方法，其主要是通过对人体神经机理进行模拟的方式来对土木工程结构进行分析和研究，这种方法需要强大的计算能力和自我学习能力，同时还具备有很高的容错率，但是其功能非常强大，在土木工程结构损伤识别中的适应范围很广，特别是在对非线性模式进行分类与识别当中显得最为合适，其能够依靠神经功能中的扩散、联想与综合，通过黑水识别的方式来消除损失识别过程中产生的高分贝噪音与检测损失，可以说是土木工程结构损伤识别方法中比较重要的检测方法。动力指纹法主要是依据土木工程结构发生损伤时其结构参数也会发生一定的变化的原理来对结构损伤进行识别的，这些动力特性主要包括有振型、应变横态、坐标横态保证准确、横态曲率等等，其中如果只对单一动力特性进行识别可以选择振型差法、曲率模态法、频率比法等方法，如果要对多种动力特性进行识别可以选择刚度差阵、能量损伤指纹、能量商差指纹等方法，这些方法都是目前在土木工程结构损伤识别中比较常见的。

2、局部损伤识别方法

在土木工程结构中，对于局部损伤的识别方法主要有声发射法、回弹法、发射光谱法、射线尘法、脉冲回波法等，这些都是比较常见的，且能够对结构中的裂缝位置进行精确的检查与识别。在实际的操作中，可以结合结构的实际损伤情况来选择合理的识别方法，从而精确是被出结构中的损伤程度、损伤类型以及损伤的位置。但是这些方法只能对一些比较简单的土木工程结构进行识别，如果太复杂就需要运用整体结构损伤识别方法进行识别。

小结

总之，土木工程结构的安全性是十分重要的，人们对于其检测技术和损伤识别方法也越来越关注，只有不断提高土木工程结构检测技术和损伤识别方法，才能够保证土木工程结构的安全性，从而保证人们生命财产的安全。

参考文献：

[1]李春源，姜作杰，官志文.土木工程结构损伤检测技术研究概述[J].呼伦贝尔学院学报，2013，21（01）.