土木工程中的无损检测技术及其应用分析

徐文强

这些年来，我们国家的经济态势朝着更好的方向发展，各种科学技术有了较大的突破，人们对美好生活的向往更加迫切，最主要表现在居住环境的改善上，并且对建筑房屋的要求也更加多样化和精致化。这就需要土木建筑工程认真地创新建筑技术，并且运用无损检测技术，从而更好地实现建筑结构的稳固性以及土木工程质量的提升。当下，随着土木工程中对无损检测方法有了更高的标准，诞生了无损检测这一技术方式，并且该技术方式也得到了有效的运用和发展。

一、常见的无损检测技术

1.直接测量技术

物理量的直接测量是最简单、最有效的检测方法，适用于直接测量可以获得被测属性，或者根据直接测量结果进行推理确定的情况。这些情况包括：含水率的测定，通过应用称重法来测定含水率，即混凝土的重量当它含有水分时，再烘干它，再当它不含有水分时，两者之间的差别就是含水率。可以看出，该方法只能在实验室条件下使用，很难在现场进行。但事实上建筑工程可以接受一点点的损坏，那么直接测量的技术方法也可以运用在实际施工地。比方说在需要检测的墙体上面选取一块样品，然后按照上面的操作方法来测量含水量大小，这种方法简单、方便而且又不需要太多的精力。其实电化学检测也是直接检测中的内容，也就是安装电极在需要检测的物体上面，然后测量所经过的电流大小，之后利用公式来进行计算，这样就可以得到腐蚀电流的大小，也就可以计算出钢筋腐蚀的速度。但是这种方法容易受其他因素的干扰，具有不可控性，因此该方法的测量准确度较低。

2.负荷响应技术

也就是检测物体在受到载荷作用后的响应。测试时，负载不宜过大，否则会损坏待测对象。这种技术最常见的例子是振动分析。对于建筑物而言，其固有振动频率主要由材料、结构形式和刚度决定。建筑物在风和其他干扰力的持续作用下会振动。扰动力一般是不规则的、广谱的，可以激发几乎所有的本征振动。通过对建筑物的振动进行测量，并对测量值的分析来确定建筑物的固有振动。在此基础上，将实测振动频率值与设计值进行比较，推断目标建筑是否存在宏观缺陷。

上述基于固有振动频率监测的无损检测方法是综合技术。激光干涉遥测本征振动较为常见，由于建筑物体积较大和结构的复杂多样，并且固有的振动频率较小，又因为频谱比较复杂。这就容易出现两种情况，首先，实际测量的时候容易受到外在环境振动的干扰；第二，在提取频率的时候较为困难。所以这个时候，工程技术人员分析频率的时候可以有必要地使用计算机和数字信号处理技术。除此之外，因为计算频率的时候方法较为有限，这也要通过计算机来辅助完成。振动分析具有简单方便和高效准确的特点，也是对于建筑完整性监测和判定的重要技术手段。

3.应用探测媒介技术

（1）冲击回波技术

测量结构在冲击荷载作用下的响应。用一个小锤子手工敲打样品，使其发出声音。这个时候传感器就可以接收到声波信号了。如果样品中有异常和缺陷，频率会发生变化。施工人员可以借助FFT技术，也就是其中数字信号的处理功能，从而更好地分析回波频率情况。该技术对孔、裂纹和分层的检测和定位非常有效。由于把空气当做声波传播的介质，因此不需要待测物体表面太光滑和整齐，但是这种技术的分辨效果和灵敏程度不太理想，并且它的速度也不快，随着这些年不断地更新和完善该装置，从而大大提升了装置的速度和运行效果。

（2）超声脉冲回波技术

利用压电换能器PZT产生和接收超声波。根据声学规律，对于脉冲回波，声量与物体的机械量有关。超声波声速大小与材料的密度、刚度有关，它的传播时间与声速、距离有直接关联，衰减程度取决于频谱、介质主要成分的变化。基于此，该技术在实际应用中得到了广泛的应用，不仅可以用于缺陷检测和定位工程中，而且在强度形成过程的监测中发挥着重要的作用。然而，土木工程的超声波检测过程中会出现一些问题，比方说混凝土超声吸收与散射超声波聚合，而这些问题还有待解决和完善，这对于技术的运用存在一定的影响。

当下，从大量信息和实践中可以知道增大超声功率能够缓解以上问题，但对于功率的要求较高，也就是需要使用到超大功率的换能器，通过它所传达的超高功率超声束，然后经过空气向砖块上方穿透。除此之外，还需要使用高科技的信号处理技术和显示方法，才能更好地解决这些问题。

二、土木工程中无损检测技术的应用

1.电磁感应法无损检测技术的运用

电磁感应法无损检测技是术主要用于土木工程的电磁感应板厚度测量方法的无损检测技术，是使用两个探针检测，检测楼板厚度分别位于两边的方向，电磁发射探测信号，然后由另一个探测器接收到的信号来源，信号处理装置根据接收到的波形信号的运动特性进行分析，并自动计算两个探头之间的距离，即底板的厚度，并将测量结果进行传输和存储。

2.磁粉检测技术的运用

磁粉检测技术主要是利用被检查物具备铁磁性原理，这样可以有效地将可以检测的被检测物种有效排除出去，而且被检测物需要具备铁磁性质，比方说钢板或者钢管等材料。如果被检测物的表层和表层旁边存在缺陷，那么就会影响它的磁力线形状，也就会改变磁场原本布局，把检测用的磁粉散布在被检测物的表层之后，局部磁场变化的地方吸附了磁粉后就会有不一样的表现了。磁粉检测技术操作起来较为简单，成本不高，并且具备较高的测量准确度。

3.渗透检测技术的运用

渗透检测技术是利用可追溯的渗透流体逐渐渗透到被检测的缺陷位置，然后利用成像试剂呈现渗透到被检测缺陷位置的渗透剂，从而找到被检测的缺陷位置。然而，这种检测技术只能检测非多孔固体表面的开孔缺陷。该检测技术具有设备简单、操作方便、检测灵敏度高等特点。同时，它有很大的局限性，成本也较高。

4.涡流检测技术的运用

涡流检测技术适用于被检测对象表面及其附近的缺陷，被检测对象必须是导体。在交变磁场中出现涡流，之后按照涡流的大小与分布情况来判别被检测对象。电涡流检测技术自动化水平较高，操作简单，但不能专门用来判断缺陷的性质，检测复杂的表面产品比较麻烦，设备价格比较昂贵。

三、土木工程无中损检测技术的发展趋势

在这个阶段，中国土木工程无损检测技术的应用，和发达国家仍有一定的差距，这种差距主要表现在x射线测试实时成像，各种各样的超声导波技术等，并在标准制定与无损检测技术上有一定的差距，尤其是与无损检测技术服务。因此，中国应与其他具备高超无损检测技术手段的国家进行交流和沟通，不断地提升自身的科研技术和能力，并且使我们国家的无损检测技术和国际高超的无损检测技术距离不断缩小。

四、结语

无损检测技术方式在土木工程建设与施工过程中具有较好的发展前景，这项技术方式可以降低工程建设的支出，并减轻施工人员的劳动强度，还能够有效地监测和控制好建筑物的整体与部分结构。当下，建筑工程中使用无损检测技术和手段也面临着大量挑战，这就需要工程施工与建设人员强化无损检测方法和技术，并且努力开发出更多类型的无损检测方法，更好地推动土木工程建设与施工的顺利进行。