土木工程畢業(yè)論文(2)

　　土木工程畢業(yè)論文篇2

　　淺談土木工程建設(shè)的檢測與分析

　　[摘 要]目前在土木工程應(yīng)用較為廣泛的是幾種無損檢測技術(shù)，本文著重論述了它們在土木工程中的工作基本原理。對應(yīng)用過程中出現(xiàn)的一些問題提出了要求，并分析損傷檢測的未來發(fā)展與實現(xiàn)結(jié)構(gòu)健康檢測的必然趨勢。

　　[關(guān)鍵詞]土木工程、損傷檢測、健康監(jiān)測

　　土木工程都不可避免的會出現(xiàn)環(huán)境C6CCXA+侵蝕、過度使用、缺少維護以及材料本身的自然屬性引起的老化等狀態(tài)，從來影響使用效果。只有對土木工程及時進行損傷檢測，才能夠及時發(fā)現(xiàn)問題，準確的找到解決的方法與措施，使整個工程的質(zhì)量得到有效的保證。隨著工程結(jié)構(gòu)的損傷與老傷事例的增加，土木工程的操作檢測越來越被人們認識到其重要性。隨著科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展，土木工程的損傷檢測方法與技術(shù)已從簡單的憑經(jīng)驗過渡到現(xiàn)在的依靠精密儀器進行科學(xué)的檢測。傳統(tǒng)的檢測方法大多是從結(jié)構(gòu)的外觀、現(xiàn)場荷載試驗、微破損試驗及破壞性的抽樣試驗等，這些方法中有部分對工程的結(jié)構(gòu)有著相當大的破壞性，并且很難檢測到的隱藏部位，對結(jié)構(gòu)的全面信息無法完全獲知，檢測結(jié)果也大多是依靠檢測者的主觀與經(jīng)驗來判斷，其準確程度受到很大的限制，比較難以對結(jié)構(gòu)的整體安全及退化的過程做出精確的分析。

　　近十年來國內(nèi)外的專家一直在探索一種新的、科學(xué)的方法來提升工程檢測準確性。現(xiàn)在被采納最多的，也最為先進的方法就是運用系統(tǒng)識別、信號采集、動測試、振動理論及智能傳達室感器等跨領(lǐng)域與技術(shù)學(xué)科的試驗?zāi)B(tài)分析法。發(fā)達國家已將這種方法廣泛的運用于航天、精密機床等的故障分析、荷載識別和動力修改等領(lǐng)域。目前這種損傷檢測技術(shù)也被應(yīng)用到了土木工程中。這種方法被分為兩類，一種為靜態(tài)檢測方法，包括聲發(fā)射檢測法、超聲波檢測法、射線檢測法、雷達波檢測法及紅外線檢測法等;另一種為動太檢測法，主要方法是對結(jié)構(gòu)進行振動損傷識別。

　　1.靜態(tài)檢測法

　　(1)聲發(fā)射檢測法：利用物體受外力或內(nèi)力的作用易于產(chǎn)生變形或者裂斷，形成應(yīng)力松弛，儲存的部分能量以應(yīng)力波的形式被釋放出來的特點。聲發(fā)射應(yīng)力波的聲源來自于物體內(nèi)部的錯位、微裂紋以及內(nèi)部微觀或宏觀變化的部份。聲發(fā)射是根據(jù)收到的聲源信號來分析聲源的性質(zhì)的一種方法。這種方法早在60年代已被發(fā)現(xiàn)并開始應(yīng)用，但因其聲發(fā)射信號復(fù)雜多變，并易受干擾，且難以采集和收取，一直發(fā)展緩慢。

　　(2)超聲波法：利用超聲波在介質(zhì)中易于傳播的特性，根據(jù)聲波的聲學(xué)量、聲學(xué)規(guī)律，依據(jù)聲速、傳播時間、超聲衰減和頻譜結(jié)合物體的形狀、力學(xué)量，通過對超聲波波形與測量到的聲學(xué)量來分析確定物體的力學(xué)、幾何特點并確定內(nèi)部缺陷的方位與大小。由于條件的限制，此方法只適用于幾何形狀相對簡單的小型的物體。

　　(3) 射線法：利用X射線或Y射線及中子射線對物體的穿透力根據(jù)其在穿透過程中受到吸收和散射而減弱的特性，使其在感光材料中對材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與缺陷進行檢測，在其形成的影像中分析內(nèi)部的缺陷與變化。這種方法的缺點是設(shè)備笨重，對被檢測物體有一定程度的損傷，且由于X或Y射線被物體吸收部分后，穿透力大打折扣，不適用于大型的建筑物或水庫、橋墩使用，因而和不到廣泛的適用。

　　(4) 雷達波檢測法：利用發(fā)射天線將高頻電磁波(10- 2000MHz)以寬頻帶短脈沖形式送入介質(zhì)內(nèi)部，經(jīng)目標體反射后回到表面，回波信號由接收天線接收。經(jīng)目標反射加到物體的表層，再經(jīng)回波信號，通過接收天線接收。電磁波的傳播路徑、電磁場場強度和波形通過物體的電性及幾何形態(tài)的變化，據(jù)接收的反射回波的雙程走勢與幅度和位置等信息的回收與分析，對物體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與缺陷進行確定。這種方法適用于檢測地下隱蔽工程與道路工程。

　　(5) 紅外線檢測法：利用熱傳導(dǎo)與熱輻射的原理，通過原子或分分引起的振動對物體進行檢測。自然界中的物體，只要自身的溫度高于絕對零度都能輻射紅外線，物體表面溫度的分布直接影響傳熱時材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、熱工性質(zhì)及表面狀態(tài)。物體通過紅外輻射轉(zhuǎn)成可視熱圖像，再經(jīng)過直觀對物體表面濕度分析，確定物體表面結(jié)構(gòu)與缺陷，以此判定物體的結(jié)構(gòu)變化與受損的程度，是一種無損傷檢測方法。

　　以上幾種檢測方法在應(yīng)用上有不少的局限性，其主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

　　1) 須事先知道易損傷的部位及損傷結(jié)構(gòu)是可以接近的;

　　2) 對于大型的建筑物及大型復(fù)雜的結(jié)構(gòu)體的一些損傷部位很難檢測，甚至是不可能到達;

　　3) 這些方法大多為定期的人工檢測，要對一些接受檢測的物體進行停工或停止使用的方式進行，給工期帶來一定的影響。

　　4) 在檢測期的間隔時段里不能及時發(fā)現(xiàn)損傷;

　　5) 不能對物體進行實時在線連續(xù)不斷的監(jiān)測;

　　2、動態(tài)檢測方法

　　動態(tài)檢測方法是利用結(jié)構(gòu)的振動響應(yīng)和系統(tǒng)動態(tài)的特性參數(shù)進行結(jié)構(gòu)的損傷檢測。結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)(如固有頻率、模態(tài)振型、模態(tài)阻尼等)是結(jié)構(gòu)物理特性(如質(zhì)量、剛度和阻尼)的函數(shù)，因此結(jié)構(gòu)物理特性的改變會引起結(jié)構(gòu)振動響應(yīng)的變化。這種檢測方法對于大型的結(jié)構(gòu)整體檢測十分有效，被廣泛的應(yīng)用于精密機械結(jié)構(gòu)和航空航天方面。雖說對于大型橋梁、石油平臺等大型結(jié)構(gòu)可以利用振動對結(jié)構(gòu)進行實時監(jiān)測，但仍存大一些問題，主要表現(xiàn)在以下幾方面：

　　(1)大型的結(jié)構(gòu)復(fù)雜的工作環(huán)境與太多的不確定因素都對動力性測量精度與損傷識別造成很大困難;

　　(2)此類方法的識別靈敏度較低，很難在早期發(fā)現(xiàn)損傷;

　　(3)此類方法還須有結(jié)構(gòu)的早期信息;

　　3、健康監(jiān)測的發(fā)展趨勢

　　為了解決上述方法的缺陷和不足，需要一種能夠長期安裝在結(jié)構(gòu)上的傳感器，能在正常環(huán)境下對結(jié)構(gòu)的物理、力學(xué)及工作狀態(tài)、結(jié)構(gòu)耐久度及工作環(huán)境進行不間斷的實時監(jiān)測，以期能早期發(fā)現(xiàn)，及時處理。健康監(jiān)測必將應(yīng)運而生，其優(yōu)勢主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

　　(1)實時監(jiān)測并及時預(yù)報，減少探傷維護費用，

　　(2)減少停工待檢帶來的損失，有效提高工期，

　　(3)隨時隨地自動檢測，保證結(jié)構(gòu)質(zhì)量;、

　　[結(jié)束語]：由上述土木工程的檢測方法的發(fā)展過程，我們不難看出，現(xiàn)有的方法已不能滿足日益發(fā)展的大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)的檢測，只有運用新型 的科學(xué)健康無損監(jiān)測才能控制工程的成本，保證工程質(zhì)量。健康監(jiān)測成為工程檢測的主要方法已成必然趨勢。

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