土木工程损伤检测技术研究论文_陈胤逍

土木工程损伤检测技术研究论文_陈胤逍

中国人民解放军理工大学 江苏南京 210000

摘要:土木工程在使用过程中容易受到人为因素、环境因素及其他因素影响,导致工程出现不同程度的损伤,如若不加以检测和维修,那么土木工程的使用性能将不断锐减,同时也会缩短土木工程的使用寿命。为了避免此种情况的发生,高度重视土木工程损伤检测技术的应用是非常必要的,此项技术能够及时有效的检测工程损伤部位,以便维修人员能够对损伤部位予以维修和加固,提高工程的坚固性、安全性、可靠性,为使土木工程可以长期有效使用创造条件。基于此,本文将着重分析土木工程损伤检测技术,进而分析影响土木工程损伤检测的因素,探究如何有效应用此项技术,希望对于提高土木工程的使用性能有所帮助。

关键词:土木工程;损伤;检测技术;影响因素

在土木工程建设过程中,后期维护与建造是同等重要的。因为无论建造过程中设计怎样合理、材料怎样合格、施工怎样完备,具体应用过程中都不可避免的受到环境、人为、自身等因素的影响,导致土木工程逐渐老化、损伤,使用效果逐渐降低,使用寿命逐渐缩短。而切实有效的展开土木工程的维护,可以及时发现工程使用过程中存在的损伤情况,进而采取有效的维修措施加以处理,增强工程的坚固性和可靠性。当然,要想做好土木工程使用维护,重视土木工程损伤检测技术是非常必要的,此项技术能够有效检测工程,及时发现损伤部位,以便相关维护人员能够针对损伤情况,采取行之有效的维修措施,进而改变工程现状,保证土木工程可以长期坚固耐久的使用。

一、土木工程损伤检测技术分析

(一)土木工程损伤的传统检测技术

从当下的角度来审视土木工程损伤检测技术,被定义为传统检测技术的有土木工程外观检查、检测土木工程的微破损、现场荷载试验及特殊情况下的抽样破坏试验等。之所以定义这类检测技术“传统”,主要是利用以上检测技术来检测土木工程的过程中虽然能够快速的检测出表面损伤部位及损伤原因,但是对于隐蔽部位的损伤却很难检测出来[1]。另外,诸多检测人员在检测过程中往往凭借自身经验来进行主观判断,忽略科学依据的分析和思考,导致土木工程损伤检测的准确性大大降低。

(二)土木工程损伤的现代检测技术

因传统检测技术存在一定的缺陷,促使相关科学工作者不遗余力的研究更加精确、有效的检测技术,也就是综合利用振动理论、系统识别、智能型传感器、信号采集与分析、动测试技术等科学技术,最终提出了试验模态分析法,将其应用于土木工程检测之中,能够检测出工程各种损伤,并且检测速度和质量有很大程度的提高。目前,基于此种试验模态分析法的现代检测技术主要有两种,即静态检测技术和动态检测技术。

1.静态检测技术

参考相关资料及总结静态检测技术应用经验,确定静态检测技术分为以下几种,即:

●射线检测技术。也就是通过使用 射线、 射线或中子射线的穿透作用,穿透后在感光材料上的影响所对应的内部结构状况予以分析,能够确定工程内部结构情况及损伤情况。但需要注意的是以上射线的吸收作用较强,穿透能力相对较弱,并且检测设备体积较大,容易造成土木工程破坏。所以,工作人员应当慎重选用此项检测技术。

●声发射检测技术。因土木工程使用过程中如若受到外力作用而出现不同程度的损伤,那么工程的应力将有所松动,相应的发生的能量有所变化,以应力波方式释放。声发射检测技术就是基于这一点,通过检测和分析工程内部应力波的波长来判断声源位置,进而确定工程损伤部位。需要注意的是利用此项技术来检测土木工程的过程中容易受到外界声信号的干扰,导致检测不准确。

●超声波检测技术。作为目前在土木工程中应用最为广泛的一种检测技术,超声波检测技术主要是检测工程使用中产生的超声波的传播时间、传播速度、衰减状况及频谱变化等指标,基于超声波声学量、土木工程力学量等对以上指标加以分析,最终判断工程内部材料的变化情况,如变化位置、变化程度等,确定土木工程损伤情况[2]。

2.动态检测技术

●动态检测技术是通过结构振动响应以及测定土木工程的动态特性参数及其损伤部位进行检测。这充分说明了此项技术是建立在结构振动识别损伤的基础上展开的。当然,要想真正发挥此项技术的作用,准确检测工程损伤情况,需要在具体应用技术的过程中,首先对工程结构的固有频率、模态阻尼、模态振型等参数予以测定,之后利用数学函数来表示和计算工程的特性,如质量、刚度、阻尼等。其次,根据工程特性,可以有针对性的进行工程损伤检测,最终确定工程损伤情况。相对于静态检测技术来说,此项技术具有明显的优越性,尤其是在形态较大、结构较复杂的土木工程检测之中。

二、影响土木工程损伤检测的主要因素

对土木工程损伤检测工作实际情况予以分析,确定工程损伤检测的准确性有待提高。这是因为在工程损伤检测过程中容易受到某些因素的影响,导致检测结果存在偏差。土木工程损伤检测中可能存在的影响因素有:

(一)检测设备

作为土木工程损伤检测的主要工具和载体,检测设备能否有效应用直接决定检测结果是否会出现偏差。在科学技术蓬勃发展的今天,先进检测技术及配套检测设备的应用,不仅为消除工程损伤创造了条件,还在一定程度上体现了相关机构的检测能力。但是,因为检测设备问题而引发的工程损伤检测不准确情况也时常出现。经过进一步分析,未定期维修和保养检测设备,致使检测设备带病作业,会给工程损伤检测带来负面影响;在工程损伤检测前未校对检测设备,致使其检测的精确度不高;检测人员未按照正确的操作步骤来操作检测设备,致使检测结果不准确。

(二)检测方法

在近些年新技术、新材料不断应用于土木工程建设之中,这需要后续土木工程损伤检测注意到这一点,选用适合的、有效的检测方法来进行损伤检测,以便获得精准的检测结果。而从以往土木工程损伤检测工作实施情况来看,确定因为没有健全的岗位责任制、缺乏规范的作业指导书等,导致检测人员利用惯用的检测方法来进行土木工程损伤检测,并且检测过程中不注意规范操作行为,最终检测结果存在较大偏差[3]。

(三)检测人员

目前国家现行的相关规范、规程及标准等,对土木工程损伤检测提出了较为严格的要求。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆此种情况下,为了保证工程损伤检测的准确性,检测人员应当严格遵照以上标准和要求,端正态度、规范行为,有序的、合理的、标准的检测土木工程,以便了解土木工程损伤情况。但实际情况则不然。某些检测机构内存在职业素质不高、专业技能不强或专业知识不扎实的检测人员,在具体进行工程损伤检测的过程中不能按照关规范,有序、合理的检测工程,最终难以准确判断工程损伤部位。这充分说明了检测人员整体水平的高低,在一定程度上决定了土木工程损伤检测是否精准、可靠。

三、土木工程损伤检测技术应用研究

面对当前土木工程损伤检测容易受到多种因素影响的局面,应当加强土木工程损伤检测技术的应用。而要想真正做到这一点,需要明确检测要点,以便有侧重点的应用此项技术,提高土木工程损伤检测的准确性。举例如下:

(一)工程概述

某市大足区土木工程,地上2-3层,总面积为261.6㎡,设有自然防排烟系统,自动喷水系统,火灾自动报警系统,应急照明系统,防火门等。经过一段时间的使用,确定工程某些部位出现不同程度的裂缝、渗水等现象,导致工程使用性降低。对此,利用土木工程损伤检测技术来进行此工程检测。

(二)地基基础工程损伤检测

在地基基础工程损伤检测中,主要是对桩基和地基予以损伤检测,以便了解工程损伤情况,提出有针对性的维修方案,有效维修和处理地基基础工程,提高工程的坚固性和稳定性,为保证整个工程更加坚固耐用奠定基础。

1.桩基工程的损伤检测

考虑到单桩竖向承载力和桩基高应变动力直接决定了桩基工程是否坚固、稳定、安全的使用,所以在桩基工程损伤检测中应当将以上两部分作为检测的重点。在单桩竖向承载力检测中选用3根以上的试桩数量,利用油压千斤顶来进行重力加载,对基准桩、亚种平台支座、试桩进行有效的控制,以此来保证试桩满足实际工程需要,此时来测读桩基沉降量的时间,分析单桩竖向极限承载力是否在标准范围内,确定单桩是否损伤。在桩基高应变动力检测时,做好前期的检查工作,之后按照相关规范和标准,展开混凝土灌注桩终孔持力层检测,尤其人工挖孔桩终孔的走向、表面岩状及桩端持力层检验,获得准确的检测结果,判断桩基是否存在损伤[4]。

2.地基的损伤检测

通过对土木工程使用情况,确定地基部分改良地基和换填垫层容易出现质量问题,导致工程使用性降低。基于此,着重检测改良地基和换填垫层是非常必要的。

改良地基损伤检测中,通常是从工程实际标准出发,对改良地基进行渗透性试验和颗粒研究,以此来确定砂料的渗透系数、含泥量等,于工程标准要求相对比,进而确定改良地基是否存在质量问题。为了进一步确定地基是否存在损伤,还要对地基进行预压,也就是按照相关要求及试验流程,展开土工及剪切试验,以此来确定预压效果,判断地基的固定性能,为后续有针对性的加固地基提供参考依据。

换填垫层检测中,严格按照检测标准及地基实际情况,明确检测目的,进而合理规划与制定检测方案,进而利用分层方式来检测垫层,以此来确定不同土质垫层效果,明确存在的质量隐患,以便后续能够有针对性的处理换填垫层。

(三)砌体结构的损伤检测

基于以往土木工程应用经验,确定土木工程砌体结构损伤都表现为砌体或砖砌体损伤,致使抗剪强度或抗压强度降低,大大降低砌体结构的稳定性、坚固性。所以,在对已经使用的土木工程进行损伤检测过程中需要重视砌体结构检测,尤其是砌体抗剪强度和砖砌体抗压强度的检测。

1.砌体抗剪强度的损伤检测

●出于保证砌体抗剪强度检测准确性,通常采用原位单剪法测定方法。具体的操作步骤是:根据砌体结构的实际情况及相关标准,确定测定区域及测试点,之后利用工具对墙体进行加工切口处理,并浇钢筋混凝土传力件,如此可以对灰缝进行测量,确定灰缝的受剪大小。在此基础上利用测试仪表、千斤顶等一起来持续加载水平载荷直到待试件破坏才停止,读取数值,同时检查剪切面好坏情况。经过进一步分析,确定当风速为7m/s时,水分蒸发速度是无风的2倍,当湿度为30%时,蒸发速度为相对湿度90%时的3倍。查找相关资料,确定砌体混凝土浇筑施工养护不到位,导致砌体抗剪强度不佳。

2.砖砌体抗压强度的损伤检测

为了保证检测结果精准,通常利用原位轴压法来检测砖砌体抗压强度。具体的做法是:同样是根据相关要求及砌体结构实际情况,选择具有普遍代表性的测点,对测点进行打孔处理,并且保证所打的水平槽孔尺寸保持一致。之后通过加分级的方式来进行轴压测试,直到破损,此时来计算轴压的最大限制,与标准要求对比,即可判断砖砌体抗压强度及砖砌体是否损伤。在此需要特别说明的是砖砌体抗压强度测试过程中出现异常情况,需要立即终止检测,以此来避免不必要的事情发生,并且规避检测结果不准确的现象。

(一)钢筋混凝土结构的损伤检测

对于土木工程来说,钢筋混凝土结构是否稳定、坚固、可靠直接决定土木工程能否良好应用。所以,为了尽可能的规避损伤,延长土木工程使用寿命,做好钢筋混凝土结构的损伤检测也是必不可少的。而要想确定钢筋混凝土结构是否存在损伤,应当着重检测钢筋质量、混凝土强度。

对于钢筋质量的检测,通常采用半电池检测法和钢筋位置检测仪来进行检测。其中,利用半电池检测法来检测钢筋,目的是利用测量钢筋电位与钢筋锈蚀程度之间的关系,进而判断钢筋锈蚀程度;而钢筋位置检测仪应用的目的是通过准确的测定钢筋的位置,与设计图纸相对比,以此来判断钢筋位置是否发生偏移,进而判断钢筋稳定性的高低。

对于混凝土强度的检测,应当对钢筋混凝土结构予以详细了解,在此基础上按照试样选取标准,选择具有代表性的试样,之后利用精准性、有效性高的检测仪器来测量混凝土的回弹值、碳化深度,之后对测量数据进行处理和分析,确定按照C40混凝土标准进行的施工,混凝土的收缩程度在0.4~4之间,致使混凝土裂缝现象容易产生。

结束语:

面对土木工程使用过程中容易出现这样或那样损伤的情况,应当科学合理的运用土木工程损伤检测技术,对地基基础工程、砌体结构、钢筋混凝土结构等方面进行有效的检测,以此来判断土木工程是否损伤及损伤位置,进而有针对性的处理和维修损伤部位,从而改善土木工程现状,提高土木工程的坚固性、耐用性及可靠性。

参考文献:

[1]张燕.浅谈土木工程损伤检测技术[J].建筑工程技术与设计,2016,(19):576.

[2]支强.浅析土木工程损伤检测技术[J].城市建设理论研究(电子版),2015,(15):5463-5464.

[3]李华,罗俊.土木工程结构检测技术发展状况探讨[J].城市建设理论研究(电子版),2012,(14).

[4]李春源,姜作杰,官志文等.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(1):112-114,93.

[5]代景雷.土木工程结构检测技术探讨[J].城市建设理论研究(电子版),2014,(22):3679-3679.

[6]宁将军.浅析土木工程结构检测技术的发展[J].建筑工程技术与设计,2015,(8):2376-2376.

作者简介:陈胤逍;男;1996.06.12日出生;汉;辽宁沈阳;研究方向,工程,土木工程;当前职称,学生;学历,本科;210000(所在单位邮编)。

论文作者:陈胤逍

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第18期

论文发表时间:2017/11/29

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