摘要:土木工程的结构直接关系到整个项目的整体使用,也关系到人民生命财产的安全。土木结构必要的检测技术和损伤识别方法可以大大提高土木结构的安全性。因此,本文对结构检测技术及其损伤识别方法进行了深入研究,并进一步分析了结构检测技术和损伤识别方法在土木工程结构检测过程中的优势。
关键词:土木工程;结构;检测技术
1土木工程结构检测技术研究
1.1砌体结构检测技术分析
在土木工程中,砌体结构起到至关重要的支撑作用,它也是土木工程结构中最为常见的一种结构形式,关于砌体结构的检测方法主要分为两种形式,一种是动态检测形式,另一种是静态检测形式。不论哪种检测形式,基于土木工程结构的使用特点,都需要确保检测技术具备较高的精准度。砌体结构的检测技术的主要方法包括回弹法与钻芯法,在选择检测方法时,需要依据砌体结构的主要构成材料来进行确定。例如,土木工程的砌体结构为石块砌体时,利用钻芯法来进行检测最为合适,则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。在对土木工程的砌体结构进行检测过程中,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,并利用推出法与筒压法来进行相应的检测。推出法的检测流程相比于筒压法来说要更为简单,它不需要进行任何取样,检测人员可以通过推出仪来对土木工程结构中的砌块进行推出操作,从而得出推出砌块时的力度与砌体的砂浆饱满情况来判断出砌体结构的质量能否满足要求。筒压法则需要对砌体结构进行取样,然后将取出的样本进行碾碎烘干后按照砂浆颗粒的级配来进行划分,并将其放置在承筒当中进行筒压处理,以此判断样本中的砂浆能否满足土木工程的质量要求。
1.2混凝土结构检测技术分析
在土木工程结构中,混凝土的广泛使用,使混凝土结构大量涌现,由于其具备强度高、工艺简单的优势,使混凝土结构越来越受到人们的青睐。而对混凝土结构的检测技术所采用的方法主要有三种,分别是回弹法、钻芯法与超声法。回弹法的优势在于操作较为简单,检测结果较为精确,唯一的缺陷就是会对土木工程的结构带来一定的影响,这也使其在对混凝土结构进行检测时受到了很大的限制,它是通过对重锤的弹簧长度最初值和反弹距离进行相互比较的方式来对混凝土结构的强度进行判断的,在采用这种方法时,需要经过专业机构认可及业主同意后才能使用。钻芯法是目前混凝土结构检测技术中最常见的一种检测方法,它主要是依据回弹仪来进行检测的,具体操作流程共分成三个阶段,第一个阶段是通过钻机在混凝土结构中进行采样,第二个阶段是将采集到的样本利用压力机械进行压碎实验,以此得到混凝土样本的实际抗压强度。第三个阶段则是根据混凝土样本的实际抗压强度及其他物理性能来对混凝土结构进行判断。在混凝土结构检测技术中,超声波是一种无损检测方法,具备检测速度快,检测精度高的优势,其主要是利用超声波在混凝土结构中受到不同材料及成分的影响,导致其衰减与吸收程度的不同来进行判断的,当混凝土结构中的超声波传播参数产生变化时,检测人员就能以此判断出结构内部是否存在质量问题。
1.3钢结构检测技术分析
土木工程结构中,钢结构由于具备自重轻、韧性强、强度大等优势,使其在土木工程中得到了非常广泛的应用,这也使钢结构成为一种极具发展前景的土木结构。对钢结构的检测技术主要是通过对结构中的钢构件进行相应的检测,检测内容主要包括结构中的钢构件尺寸、构件间的连接情况及钢构件中的具体损伤程度等,通过这些内容的检测与收集来为检测人员对钢结构的质量问题判断提供依据。
2土木工程结构损伤识别方法研究
2.1局部损伤识别方法
局部损伤识别方法有很多,比较常见的有声发射法、回弹法、发射光谱法、射线尘法、脉冲回波法等,这些方法都属于局部损伤识别方法,能够对结构中的裂缝位置进行精确的检查与识别。此外,在对土木工程结构进行局部损伤识别时,还可以通过将这些方法进行结合实合来对结构中的实际损伤情况进行共同识别。通过这些识别方法的使用,不仅能够对结构中的损伤程度进行精确识别,还能够对土木工程结构中的损伤类型及损伤位置进行精确的识别。不过,如果土木工程的结构非常复杂的话,采用这些方法难以对结构的整体损伤信息进行获取。
2.2整体结构损伤识别方法
2.2.1模型修正法
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与动力测试的一种损伤识别方法,它能够在某种程度上对土木工程结构中的阻尼、质量、刚度等特性进行修正。模型修正法的结构测试响应与最大响应基本相同,它能够通过对模型矩阵和基线模型矩阵进行修正,然后将两者进行比较的方式,以此完成对土木工程的结构损伤识别与判断。此外,模型修正法还能够对结构中的单元进行划分,并对其结构中的子结构模型进行相应的处理。不过,由于其在测试过程中对参数的敏感度不足,因此会造成测量过程中产生较强的噪音或测量结果发生较大误差等现象,这也使其在对土木工程结构进行损伤识别时受到一定的影响。并且,模型修正法中进行模态试验所获得的模态信息在成熟性上仍旧有所欠缺,这也使其在对特征方程进行求解时稳定性不足。
2.2.2遗传算法
遗传算法是根据自然界中的物竞天择生存法则逐渐演变出来的,它主要是以适者生存、优胜劣汰的原则来对土木工程结构损伤进行识别的,采用这种方法能够求出土木工程结构的最佳状态,通过计算的方式将各个目标解进行求出,并通过共同搜索的方式来对这些目标解进行分别优化,以此筛选出最佳的目标解。遗传算法在土木工程结构损伤识别中的适用性非常强,操作也较为简单,其尤为适合那些信息量较少时结构损伤的识别与判定,即使结构中的模态信息缺失,也不会给遗传算法的识别结果带来影响。
2.2.3神经网络算法
神经网络算法也是土木工程结构损伤识别的一种检测方法,它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与研究的。神经网络算法同时兼顾了强大的并行计算能力与自我学习能力,并且具备较高的容错率,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,这也使其在土木工程结构损伤识别中成为一项非常重要的检测方法。
2.2.4动力指纹法
当土木工程的整体结构发生损伤时,其结构参数会在某种程度上产生变化,进而造成其自身动力特性发生改变,而动力指纹法便是依据结构中动力特性的改变来对结构的损伤程度进行识别的。动力指纹中最常用到的动力特性主要包括振型、应变模态、频响函数、坐标模态保证准则、频率、模态曲率、柔度等,在动力指纹法中,对单一的动力特征进行识别的方法主要有振型差法、曲率模态法、频率比法等,对多种动力特征进行识别的方法主要有刚度差阵、能量损伤指纹、柔度差阵、能量商差指纹等。
结束语
综上所述,对土木工程结构的检测技术与损伤识别方法已经越来越受到人们的关注,在研究进展上也取得了较大突破。不过,目前我国在土木工程结构的检测技术与损伤识别方法的研究方面仍旧有待深入,这就需要我们秉承着坚持不懈的精神来进行钻研与创新,才能使结构检测技术与损伤识别方法得到不断发展,为人们创造一个健康、舒适、安全的生活环境。
参考文献:
[1]吴寒,张楚.关于土木工程结构设计与地基加固技术认识[J].建材与装饰,2018(18):73-73.
[2]佚名.土木工程结构检测技术及损伤识别方法研究[J].山东农业工程学院学报,2018,35(8):31-32.