結(jié)構(gòu)檢測常用方法

1、.結(jié)構(gòu)檢測常用方法重大土木工程結(jié)構(gòu)的可靠性對社會、經(jīng)濟以及人民生命財產(chǎn)的安全都有重要的影響，正確評定結(jié)構(gòu)的實際性態(tài)，是確定可靠性的前提，而這些就需要用到建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)。結(jié)構(gòu)檢測方法總體上可以分為兩類、即靜態(tài)檢測方法和動態(tài)檢測方法。本文試對其現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢進行評析和展望。靜態(tài)檢測方法靜態(tài)檢測方法是傳統(tǒng)的檢測方法，這一方法的數(shù)據(jù)較準確，但對于大型結(jié)構(gòu)，體量大，構(gòu)件多，而且有的部位無法檢測，從而受到限制。 回彈法是用回彈儀彈擊混凝土表面，由儀器重錘回彈能量的變化，反映混凝土的彈性和塑性性質(zhì)，測量混凝土的表面硬度來推算抗壓強度。回彈法的優(yōu)點是儀器簡單，檢測效率高，費用低，但也有一定不足，回彈值受到碳

2、化深度、測試角度的影響，要對回彈值進行不同的修正，而且耗費大量人力和時間。雷達法是以寬頻帶短脈沖形式，將高頻電磁波由地面通過發(fā)射天線定向送入地下，經(jīng)過存在電性差異的混凝土反射返回地面，被接收天線接收。當發(fā)射與接收天線以固定的間距沿測線同步移動時，就可得到反映測線處地下混凝土質(zhì)量缺陷分布情況的雷達圖像。當混凝土均一性差時，如存在蜂窩、架空現(xiàn)象等，這部分區(qū)域與周圍混凝土之間的電性差異增大，反射波增強；當其完整致密時，性質(zhì)相對均一，反射波很弱。這樣就能檢測出混凝土的質(zhì)量了。沖擊回波法是基于瞬態(tài)應(yīng)力波應(yīng)用于無損檢測的一種技術(shù)，當應(yīng)力波在混凝土中傳播遇到缺陷與底面時，將產(chǎn)生往復(fù)反射并引起混凝土兩面微小的

3、位移響應(yīng)。接收這種響應(yīng)并進行頻譜分析可獲得頻譜圖。頻譜圖上突出的峰就是應(yīng)力波混凝土表面與底面及缺陷間來回反射所形成。根據(jù)頻率峰值可判斷有無缺陷及其深度。沖擊回波法是一種新的無損檢測方法，可用來測量結(jié)構(gòu)混凝土厚度。特別適合于單面結(jié)構(gòu)。但由于混凝土結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性、多樣性，使得厚度的檢測錯綜復(fù)雜。垂直反射法是利用大功率高頻聲波向混凝土中發(fā)射脈沖信號，然后用加速度（或速度）檢波器接收信號，發(fā)射與接收之間偏移距幾乎為零的一種檢測方法。利用垂直反射的波形特征，經(jīng)多種信號技術(shù)處理后，可判斷有無缺陷及其深度。 瑞利面波法是利用縱波和橫波相互干涉、疊加產(chǎn)生的沿介質(zhì)表面?zhèn)鞑サ拇紊ǘ纬傻那€形態(tài)可以確定介質(zhì)中的異

4、常體。在均勻連續(xù)介質(zhì)中傳播的瑞利面波曲線應(yīng)當為光滑連續(xù)形態(tài)。而介質(zhì)中若存在不連續(xù)間斷面或非均勻異常體，曲線就會中斷，出現(xiàn)“之”字形。紅外熱像法紅外檢測技術(shù)是新發(fā)展的鑒定建筑物外墻粘結(jié)質(zhì)量有效的無損檢測方法，利用紅外輻射對物體或材料表層進行檢測和測量。外墻存在脫落、空鼓等粘結(jié)缺陷部位，在紅熱像圖上表現(xiàn)為“熱斑”，其檢測結(jié)果直觀、可靠，分析外墻的紅外熱像特征圖譜，并對其進行理論計算，即可確定外墻的粘結(jié)質(zhì)量。具有非接觸、遠距離、實時、快速、全場測量等優(yōu)點，但儀器費用高。光測法隨著與數(shù)字圖像處理技術(shù)的結(jié)合，光測法在結(jié)構(gòu)測試中的應(yīng)用越來越廣泛。主要特點是測試精度高，全場測量，但對現(xiàn)場測試條件要求比較高。

5、包括全息干涉法、散斑法、云紋法等。全息干涉法是通過兩個或兩個以上波的干涉度量比較（這些波中至少有一個是全息再現(xiàn)波），形成干涉條紋圖，通過對干涉條紋圖的判讀測得物理量。散斑法是利用相干性很好的光照射物體粗糙表面時，在表面前方空間形成隨機分布的明暗點（散斑），并隨物體表面的變形而運動，記錄物體變形前后兩個錯動的散斑圖，比較變形前后散斑圖的變化，可以高精度的檢測物體表面各點位移或應(yīng)變。云紋檢測技術(shù)是利用試件柵和參考柵的相對變化形成光學(xué)云紋圖來檢測物體的表面位移或應(yīng)變，它在工程結(jié)構(gòu)中的形變分析中已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。隨著它與數(shù)字圖像處理技術(shù)的結(jié)合，在檢測速度和分析精度上都得到了較大的提高。激光檢測方法也

6、是一種新型的檢測方法，激光檢測系統(tǒng)具有多項的優(yōu)勢。首先，它可以在單一位置上，對多個檢測點實施檢測。其二，激光系統(tǒng)無具體的目標要求，傳統(tǒng)方法進入難以到達的環(huán)節(jié)方可完成任務(wù)的要求，也就成為歷史；最后激光檢測系統(tǒng)易于安裝，并能迅速得出檢測結(jié)果。采用激光儀器檢測的精度非常高，易于操作，且通過和計算機的結(jié)合，更容易和準確地得到結(jié)果。光纖檢測技術(shù)是20世紀年代末發(fā)展起來的一門新技術(shù)，它是利用外界因素使光在光纖中傳播時光強、相位、偏振態(tài)以及波長或頻率等特征參量發(fā)生變化，從而對外界因素進行檢測和信號傳輸。這種新技術(shù)被應(yīng)用于航空、航天等領(lǐng)域，利用埋入復(fù)合材料中的光纖傳感器檢測結(jié)構(gòu)內(nèi)部的應(yīng)變和探測結(jié)構(gòu)的損壞情況，

7、已充分顯示了這是一種有效的無損檢測新技術(shù)。與當前檢測中所采用的傳統(tǒng)應(yīng)變片檢測技術(shù)相比，這種新技術(shù)有明顯的優(yōu)越性并顯示出很大的發(fā)展?jié)摿Α４艡z測法漏磁場檢測技術(shù)是近年來發(fā)展較快的一門磁檢測技術(shù)，它采用磁敏元件和電子儀器對構(gòu)件缺陷形成的漏磁場進行檢測和分析，如裂紋深度和寬度的分析，檢測對象的磁化水平至少要達到飽和狀態(tài)，檢測裝置可以對檢測對象進行大面積掃描，檢測效率較高。金屬磁記憶檢測方法，同傳統(tǒng)的無損檢測方法相比較，金屬磁檢測方法的主要優(yōu)點是：傳統(tǒng)檢測方法只能用于探檢已產(chǎn)生的缺陷，而金屬磁方法則可預(yù)報可能產(chǎn)生缺陷的危險區(qū)域，即最大應(yīng)力和變形集中區(qū)域，從而及時采取措施防止破壞和事故的發(fā)生；由于可利用檢

8、測對象的自磁化現(xiàn)象，因而不需要人工磁化裝置；可在保持金屬原始狀態(tài)下進行檢測，所以無須對檢測對象進行專門清理，也無須采用耦合技術(shù)（如采用超聲檢測時）。因此，這一方法更加適用于生產(chǎn)現(xiàn)場、野外條件和普查作業(yè)；檢測靈敏度高于其他磁學(xué)檢測方法；儀表體積小、重量輕，有獨立電源和記錄裝置，便于攜帶，使用方便，檢測效率高。超聲脈沖法，工程混凝土結(jié)構(gòu)物常因各種原因產(chǎn)生裂縫。裂縫的存在危害結(jié)構(gòu)的安全和耐久性。通常用肉眼外觀檢查即可發(fā)現(xiàn)裂縫的位置，裂縫的深度可采用超聲法進行探測。根據(jù)聲學(xué)原理可知，聲波在傳播過程中如遇到不同介質(zhì)的界面將產(chǎn)生反射和透射。由于裂縫對聲波的反射，當結(jié)構(gòu)混凝土中存在缺陷和損傷時，超聲脈沖通過

9、缺陷時會產(chǎn)生繞射，傳播的聲速要比同種材質(zhì)的無缺陷混凝土的傳播聲速要小，聲時偏長；缺陷界面上產(chǎn)生反射，因而能量顯著衰減，波幅和頻率顯著降低，接受波形的信號平緩，甚至發(fā)生畸變。通過與結(jié)構(gòu)正常部位接收信號幅度的比較可以發(fā)現(xiàn)裂縫的存在。超聲法的應(yīng)用在對結(jié)構(gòu)水下部分裂縫的檢測尤為突出。 動態(tài)檢測方法是振動反演理論在工程上的應(yīng)用，在脈動、起振器共振等激勵方式下，通過測量結(jié)構(gòu)的頻率和振型等參數(shù)，根據(jù)系統(tǒng)識別理論得到層間剛度。結(jié)構(gòu)動力檢測的基本問題是依據(jù)結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)識別結(jié)構(gòu)的當前狀態(tài)，分為結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)識別（自振頻率和振型）和結(jié)構(gòu)物理參數(shù)識別剛度。動態(tài)檢測方法又可分為正弦穩(wěn)態(tài)激振、環(huán)境激振檢測方法和局部激振檢

10、測方法。正弦穩(wěn)態(tài)激振是利用某種裝置對結(jié)構(gòu)施加穩(wěn)定簡諧振動的激勵方式。正弦穩(wěn)態(tài)激振的優(yōu)點是激振能量集中，信噪比高，從而測試精度高。但試驗需要專門的激振設(shè)備，費用高，且試驗時有可能會影響建筑物的正常使用。環(huán)境激振檢測方法建筑物周圍大地環(huán)境的微小振動（稱為地脈動）和空氣環(huán)境的流動（即風(fēng)）可引起工程結(jié)構(gòu)的振動，可把引起結(jié)構(gòu)物振動的地脈動和風(fēng)作為環(huán)境激振。根據(jù)激振的方式又可分為自然地脈動、人工地脈動、地震動、脈動風(fēng)。環(huán)境隨即激振的優(yōu)點是：試驗簡便，無需激振設(shè)備，不受結(jié)構(gòu)形狀、大小的限制，試驗費用低。但記錄信噪比低。試驗時間長。對于高層建筑振動試驗，自然地脈動和脈動風(fēng)比較合適，因地震發(fā)生的偶然性大，采用地震動作為激勵源不適宜。局部激振檢測工程結(jié)構(gòu)的局部損傷往往對結(jié)構(gòu)的整體性能影響很小，加上結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)量測的影響，使得以結(jié)構(gòu)整體為對象的結(jié)構(gòu)損傷動力檢測非常困難，有時甚至得不到準確結(jié)果。結(jié)構(gòu)的局部振動比結(jié)構(gòu)的整體振動更準確地反映了結(jié)構(gòu)局部特性，因此利用結(jié)構(gòu)的局部振動反應(yīng)，有助于準確地識別結(jié)構(gòu)的局部特性。利用整體層次上的檢測，先大致判定結(jié)構(gòu)損傷的位置，再對其激振，量測結(jié)構(gòu)的局部振動反應(yīng)。環(huán)境激振檢測方法可較好的把握結(jié)構(gòu)的整體性能，實施方便。局部激振檢測方法可準確的把握結(jié)構(gòu)局部構(gòu)件的物理參數(shù)。結(jié)構(gòu)動力檢