摘 要：鑒于古建筑墻體的特殊性，對墻體無損檢測變得異常重要?？偨Y(jié)國內(nèi)外建筑物探傷研究成果，研究了超聲波和電磁法的探測機理。借鑒直流電法相關(guān)原理，提出采用直流電法進行建筑物探傷的可能性。

關(guān)鍵詞：古建筑；無損檢測；超聲波法；電磁波法；直流電法

引言

古建筑作為文化信息的重要載體，對于研究我國歷史文明和文化傳承有著極其重要的作用。在古建筑修復過程中，考慮到古建筑的特殊性，在對古建筑進行檢測時必須避免二次的人為破壞，無損檢測是目前采取的主流方法。目前主流的無損檢測方法主要有超聲波法、地質(zhì)雷達法等。因此，文章將重點討論彈性波法以及電磁法在建筑物墻體檢測中的應用，同時也探討了直流電法在無損檢測方面應用的可能。

1 超聲波法探測機理

對墻體進行無損檢測中通常使用超聲波。在勘探過程中，使用超聲儀向待測的物體發(fā)射一束或者多束超聲波，當超聲波經(jīng)過待測物體之后，通過接收器接收此類信息，該信息便攜帶了關(guān)于物體內(nèi)部介質(zhì)以及內(nèi)部質(zhì)量的相關(guān)信息（走時，波幅、頻率、相位等），經(jīng)過后期的資料處理，解釋人員便能更為直接的了解到被測物體內(nèi)部介質(zhì)速度分布范圍，缺陷以及裂縫等的分布情況。

利用超聲波進行無損探傷的依據(jù)是：

（1）當聲波遇到尺寸較小的缺陷時，會產(chǎn)生繞射波，根據(jù)接收到的波場變化，可以大致判斷缺陷的位置以及規(guī)模。

（2）當聲波遇到缺陷斷面的時候，根據(jù)波反射的原理，可以知道波的幅度會發(fā)生變化，資料處理人員經(jīng)過后期的資料處理能判斷缺陷的位置以及發(fā)育程度。

（3）后期的資料處理過程中，存在缺陷的墻面所采集的信號的主頻會發(fā)生明顯變化，處理人員通過與背景頻譜進行對比，能判斷墻面是否存在缺陷。

2 地質(zhì)雷達無損探測原理

當介質(zhì)的介電常數(shù)與背景值存在差異時，地質(zhì)雷達便能發(fā)揮作用。通過地質(zhì)雷達向地下發(fā)射寬頻帶、短脈沖的高頻電磁波，通過地下介質(zhì)的反射，然后被接收天線進行接收。根據(jù)電磁理論可知，電磁波在地下傳播的過程中，如果遇到不同電性介質(zhì)交界，就會產(chǎn)生不同程度的反射，反射系數(shù)根據(jù)電性差異而定。處理人員根據(jù)采集的電磁信號，對資料進行合理的處理，從而獲得各個測區(qū)的剖面圖。使用探地雷達有諸如高分辨率、高效率等優(yōu)點。但同時探地雷達也有如下的局限性：

（1）采用高頻電磁波進行探測，在高導介質(zhì)中傳播具有較大的衰減，限制雷達波的穿透能力。由于不同頻率的趨膚深度不同，在探測過程中，高頻成分衰減嚴重，低頻成分衰減較少，探測中會降低探測的分辨率。

（2）探地雷達采用電磁波進行探測，電磁波在地下受多個參數(shù)的影響，包括電阻率、導磁率以及介電常數(shù)等。其中，介電常數(shù)對電磁法勘探影響較大，這給后期的資料處理帶來了多解性，解釋人員不能有效判斷引起電磁場變化的具體原因。

（3）自然界中，水對電磁法探測具有很大的影響。此外，盡管采用高頻電磁波進行探測，具有較高的分辨率。但目前在實際的應用過程中還存在許多尺度的介質(zhì)問題，以上的問題也限制了地質(zhì)雷達的更深更廣泛的應用。

3 直流電法在古建筑無損檢測中的應用分析

理想中的裂縫分為垂直裂縫、平行裂縫以及斜裂縫，斜裂縫屬于垂直裂縫以及平行裂縫的中間狀態(tài)。因此本章主要討論對于平行裂縫以及垂直裂縫的探測，墻體中裂縫處于非填充以及半填充的狀態(tài)，因此可將裂縫視為高阻脈狀體，結(jié)合直流電法的各種分支方法，提出使用綜合直流電法對裂縫進行探測。文章主要談論中間梯度法以及聯(lián)合剖面法對裂縫的探測。各方法的理論原理如下：

作為直流電法的一種，中間梯度法裝置即在較大的距離上固定供電電極AB，使得AB中間產(chǎn)生近似的均勻電場，在均勻電場范圍中不斷移動測量電極MN，測得測量電極之間的電位差ΔUmn，并利用公式（1）和（2）計算得到視電阻率ρs值，從而了解該測區(qū)內(nèi)地下電阻率的變化情況和變化范圍，了解測區(qū)范圍內(nèi)電性異常體的分布情況。目前，采用中間梯度法在采空區(qū)的探測中取得了許多良好的效果。運用中間梯度法的這一特點，我們也能對直立的裂縫進行相應的探測。

聯(lián)合剖面法的也是以異常體與周圍巖石的電性差異為基礎，通過研究電場的分布規(guī)律，來達到勘探目的的一種方法。對于直立的低阻體以及傾角較小的高阻體反映明顯。基于聯(lián)合剖面法的這一特點，我們能對平行的裂縫進行相應的探測。目前聯(lián)合剖面法在探測直立的低阻礦脈中也已經(jīng)取得了良好的探測效果。

4 結(jié)束語

與一般的墻體檢測不同，古建筑檢測有其獨特之處。首先古建筑中災害發(fā)育較多，且災害規(guī)模不同，因此使用單一的物探方法很難完全將各種災害完全檢測出來，必須運用多種物探手段進行綜合檢測，做到對各種災害體的識別。同時由于古建筑的建筑材料與現(xiàn)代建筑材料的不同，因此在對探測儀器進行參數(shù)設置時，不能完全根據(jù)常規(guī)的參數(shù)設置方法進行參數(shù)的選取，而是應該在充分了解當?shù)鼐唧w的建筑材料的特性之后再進行探測。同時在探測時，應該設置一個標準段，并對標準段所采集的數(shù)據(jù)進行處理，目的是對以后所有采集處理后的數(shù)據(jù)形成的剖面圖有更加明確的認識。

參考文獻

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作者簡介：易輝（1992-），男，四川廣安人，成都理工大學地球物理學院碩士研究生，研究方向：工程與環(huán)境地球物理。

楊玲（1992-），女，四川南充人，成都理工大學管理科學學院碩士研究生，研究方向：資源管理與環(huán)境評價。