徐文強(qiáng)

這些年來(lái)，我們國(guó)家的經(jīng)濟(jì)態(tài)勢(shì)朝著更好的方向發(fā)展，各種科學(xué)技術(shù)有了較大的突破，人們對(duì)美好生活的向往更加迫切，最主要表現(xiàn)在居住環(huán)境的改善上，并且對(duì)建筑房屋的要求也更加多樣化和精致化。這就需要土木建筑工程認(rèn)真地創(chuàng)新建筑技術(shù)，并且運(yùn)用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，從而更好地實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性以及土木工程質(zhì)量的提升。當(dāng)下，隨著土木工程中對(duì)無(wú)損檢測(cè)方法有了更高的標(biāo)準(zhǔn)，誕生了無(wú)損檢測(cè)這一技術(shù)方式，并且該技術(shù)方式也得到了有效的運(yùn)用和發(fā)展。

一、常見(jiàn)的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)

1.直接測(cè)量技術(shù)

物理量的直接測(cè)量是最簡(jiǎn)單、最有效的檢測(cè)方法，適用于直接測(cè)量可以獲得被測(cè)屬性，或者根據(jù)直接測(cè)量結(jié)果進(jìn)行推理確定的情況。這些情況包括：含水率的測(cè)定，通過(guò)應(yīng)用稱(chēng)重法來(lái)測(cè)定含水率，即混凝土的重量當(dāng)它含有水分時(shí)，再烘干它，再當(dāng)它不含有水分時(shí)，兩者之間的差別就是含水率?？梢钥闯?，該方法只能在實(shí)驗(yàn)室條件下使用，很難在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行。但事實(shí)上建筑工程可以接受一點(diǎn)點(diǎn)的損壞，那么直接測(cè)量的技術(shù)方法也可以運(yùn)用在實(shí)際施工地。比方說(shuō)在需要檢測(cè)的墻體上面選取一塊樣品，然后按照上面的操作方法來(lái)測(cè)量含水量大小，這種方法簡(jiǎn)單、方便而且又不需要太多的精力。其實(shí)電化學(xué)檢測(cè)也是直接檢測(cè)中的內(nèi)容，也就是安裝電極在需要檢測(cè)的物體上面，然后測(cè)量所經(jīng)過(guò)的電流大小，之后利用公式來(lái)進(jìn)行計(jì)算，這樣就可以得到腐蝕電流的大小，也就可以計(jì)算出鋼筋腐蝕的速度。但是這種方法容易受其他因素的干擾，具有不可控性，因此該方法的測(cè)量準(zhǔn)確度較低。

2.負(fù)荷響應(yīng)技術(shù)

也就是檢測(cè)物體在受到載荷作用后的響應(yīng)。測(cè)試時(shí)，負(fù)載不宜過(guò)大，否則會(huì)損壞待測(cè)對(duì)象。這種技術(shù)最常見(jiàn)的例子是振動(dòng)分析。對(duì)于建筑物而言，其固有振動(dòng)頻率主要由材料、結(jié)構(gòu)形式和剛度決定。建筑物在風(fēng)和其他干擾力的持續(xù)作用下會(huì)振動(dòng)。擾動(dòng)力一般是不規(guī)則的、廣譜的，可以激發(fā)幾乎所有的本征振動(dòng)。通過(guò)對(duì)建筑物的振動(dòng)進(jìn)行測(cè)量，并對(duì)測(cè)量值的分析來(lái)確定建筑物的固有振動(dòng)。在此基礎(chǔ)上，將實(shí)測(cè)振動(dòng)頻率值與設(shè)計(jì)值進(jìn)行比較，推斷目標(biāo)建筑是否存在宏觀缺陷。

上述基于固有振動(dòng)頻率監(jiān)測(cè)的無(wú)損檢測(cè)方法是綜合技術(shù)。激光干涉遙測(cè)本征振動(dòng)較為常見(jiàn)，由于建筑物體積較大和結(jié)構(gòu)的復(fù)雜多樣，并且固有的振動(dòng)頻率較小，又因?yàn)轭l譜比較復(fù)雜。這就容易出現(xiàn)兩種情況，首先，實(shí)際測(cè)量的時(shí)候容易受到外在環(huán)境振動(dòng)的干擾；第二，在提取頻率的時(shí)候較為困難。所以這個(gè)時(shí)候，工程技術(shù)人員分析頻率的時(shí)候可以有必要地使用計(jì)算機(jī)和數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)。除此之外，因?yàn)橛?jì)算頻率的時(shí)候方法較為有限，這也要通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)輔助完成。振動(dòng)分析具有簡(jiǎn)單方便和高效準(zhǔn)確的特點(diǎn)，也是對(duì)于建筑完整性監(jiān)測(cè)和判定的重要技術(shù)手段。

3.應(yīng)用探測(cè)媒介技術(shù)

（1）沖擊回波技術(shù)

測(cè)量結(jié)構(gòu)在沖擊荷載作用下的響應(yīng)。用一個(gè)小錘子手工敲打樣品，使其發(fā)出聲音。這個(gè)時(shí)候傳感器就可以接收到聲波信號(hào)了。如果樣品中有異常和缺陷，頻率會(huì)發(fā)生變化。施工人員可以借助FFT技術(shù)，也就是其中數(shù)字信號(hào)的處理功能，從而更好地分析回波頻率情況。該技術(shù)對(duì)孔、裂紋和分層的檢測(cè)和定位非常有效。由于把空氣當(dāng)做聲波傳播的介質(zhì)，因此不需要待測(cè)物體表面太光滑和整齊，但是這種技術(shù)的分辨效果和靈敏程度不太理想，并且它的速度也不快，隨著這些年不斷地更新和完善該裝置，從而大大提升了裝置的速度和運(yùn)行效果。

（2）超聲脈沖回波技術(shù)

利用壓電換能器PZT產(chǎn)生和接收超聲波。根據(jù)聲學(xué)規(guī)律，對(duì)于脈沖回波，聲量與物體的機(jī)械量有關(guān)。超聲波聲速大小與材料的密度、剛度有關(guān)，它的傳播時(shí)間與聲速、距離有直接關(guān)聯(lián)，衰減程度取決于頻譜、介質(zhì)主要成分的變化?；诖?，該技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中得到了廣泛的應(yīng)用，不僅可以用于缺陷檢測(cè)和定位工程中，而且在強(qiáng)度形成過(guò)程的監(jiān)測(cè)中發(fā)揮著重要的作用。然而，土木工程的超聲波檢測(cè)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題，比方說(shuō)混凝土超聲吸收與散射超聲波聚合，而這些問(wèn)題還有待解決和完善，這對(duì)于技術(shù)的運(yùn)用存在一定的影響。

當(dāng)下，從大量信息和實(shí)踐中可以知道增大超聲功率能夠緩解以上問(wèn)題，但對(duì)于功率的要求較高，也就是需要使用到超大功率的換能器，通過(guò)它所傳達(dá)的超高功率超聲束，然后經(jīng)過(guò)空氣向磚塊上方穿透。除此之外，還需要使用高科技的信號(hào)處理技術(shù)和顯示方法，才能更好地解決這些問(wèn)題。

二、土木工程中無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

1.電磁感應(yīng)法無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的運(yùn)用

電磁感應(yīng)法無(wú)損檢測(cè)技是術(shù)主要用于土木工程的電磁感應(yīng)板厚度測(cè)量方法的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，是使用兩個(gè)探針檢測(cè)，檢測(cè)樓板厚度分別位于兩邊的方向，電磁發(fā)射探測(cè)信號(hào)，然后由另一個(gè)探測(cè)器接收到的信號(hào)來(lái)源，信號(hào)處理裝置根據(jù)接收到的波形信號(hào)的運(yùn)動(dòng)特性進(jìn)行分析，并自動(dòng)計(jì)算兩個(gè)探頭之間的距離，即底板的厚度，并將測(cè)量結(jié)果進(jìn)行傳輸和存儲(chǔ)。

2.磁粉檢測(cè)技術(shù)的運(yùn)用

磁粉檢測(cè)技術(shù)主要是利用被檢查物具備鐵磁性原理，這樣可以有效地將可以檢測(cè)的被檢測(cè)物種有效排除出去，而且被檢測(cè)物需要具備鐵磁性質(zhì)，比方說(shuō)鋼板或者鋼管等材料。如果被檢測(cè)物的表層和表層旁邊存在缺陷，那么就會(huì)影響它的磁力線形狀，也就會(huì)改變磁場(chǎng)原本布局，把檢測(cè)用的磁粉散布在被檢測(cè)物的表層之后，局部磁場(chǎng)變化的地方吸附了磁粉后就會(huì)有不一樣的表現(xiàn)了。磁粉檢測(cè)技術(shù)操作起來(lái)較為簡(jiǎn)單，成本不高，并且具備較高的測(cè)量準(zhǔn)確度。

3.滲透檢測(cè)技術(shù)的運(yùn)用

滲透檢測(cè)技術(shù)是利用可追溯的滲透流體逐漸滲透到被檢測(cè)的缺陷位置，然后利用成像試劑呈現(xiàn)滲透到被檢測(cè)缺陷位置的滲透劑，從而找到被檢測(cè)的缺陷位置。然而，這種檢測(cè)技術(shù)只能檢測(cè)非多孔固體表面的開(kāi)孔缺陷。該檢測(cè)技術(shù)具有設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、檢測(cè)靈敏度高等特點(diǎn)。同時(shí)，它有很大的局限性，成本也較高。

4.渦流檢測(cè)技術(shù)的運(yùn)用

渦流檢測(cè)技術(shù)適用于被檢測(cè)對(duì)象表面及其附近的缺陷，被檢測(cè)對(duì)象必須是導(dǎo)體。在交變磁場(chǎng)中出現(xiàn)渦流，之后按照渦流的大小與分布情況來(lái)判別被檢測(cè)對(duì)象。電渦流檢測(cè)技術(shù)自動(dòng)化水平較高，操作簡(jiǎn)單，但不能專(zhuān)門(mén)用來(lái)判斷缺陷的性質(zhì)，檢測(cè)復(fù)雜的表面產(chǎn)品比較麻煩，設(shè)備價(jià)格比較昂貴。

三、土木工程無(wú)中損檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

在這個(gè)階段，中國(guó)土木工程無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，和發(fā)達(dá)國(guó)家仍有一定的差距，這種差距主要表現(xiàn)在x射線測(cè)試實(shí)時(shí)成像，各種各樣的超聲導(dǎo)波技術(shù)等，并在標(biāo)準(zhǔn)制定與無(wú)損檢測(cè)技術(shù)上有一定的差距，尤其是與無(wú)損檢測(cè)技術(shù)服務(wù)。因此，中國(guó)應(yīng)與其他具備高超無(wú)損檢測(cè)技術(shù)手段的國(guó)家進(jìn)行交流和溝通，不斷地提升自身的科研技術(shù)和能力，并且使我們國(guó)家的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)和國(guó)際高超的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)距離不斷縮小。

四、結(jié)語(yǔ)

無(wú)損檢測(cè)技術(shù)方式在土木工程建設(shè)與施工過(guò)程中具有較好的發(fā)展前景，這項(xiàng)技術(shù)方式可以降低工程建設(shè)的支出，并減輕施工人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，還能夠有效地監(jiān)測(cè)和控制好建筑物的整體與部分結(jié)構(gòu)。當(dāng)下，建筑工程中使用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)和手段也面臨著大量挑戰(zhàn)，這就需要工程施工與建設(shè)人員強(qiáng)化無(wú)損檢測(cè)方法和技術(shù)，并且努力開(kāi)發(fā)出更多類(lèi)型的無(wú)損檢測(cè)方法，更好地推動(dòng)土木工程建設(shè)與施工的順利進(jìn)行。