无损检测技术在岩土工程中的运用

张胜森

（山东朗旭检测科技有限公司，山东 济南 250000）

随着我国社会经济的不断向前发展，建筑产业受到了人们的广泛关注和重视，同时建筑事业的发展慢慢进入一个高速发展的阶段，有效推动了我国城市化建设发展速度和质量。建筑产业作为我国社会经济发展的重要支撑，在实际应用过程中的安全性和稳定性至关重要，但是由于各种建筑工程在长期的自然环境及人类使用的影响下，会出现各种损坏及老化问题，直接影响整个建筑体的安全性和稳定性。

针对这一问题，相关工程施工单位采取了各种有效的检测技术，对建筑工程内部出现的各种质量问题进行检查和修复。其中，通过岩土工程无损检测技术的有效应用，可以对各种工程的损伤状况及受破坏的程度进行有效的判断，还可以计算出建筑体的使用可靠性、耐久性以及基础承载能力等各个方面参数，同时还可以为工程后续的养护及维修等相关工作，提供出科学有效的依据及指导。

1 岩土工程无损检测技术的特点

岩土工程无损检测技术指的是不对工程的真实结构进行破坏，或者是不影响建筑体的整体性能条件下，对建筑体进行有效的质量检查，通过设定出相应的建筑物理指标，对建筑体内部是否出现不良的结构破坏及形变问题进行有效的判断。

岩土工程无损检测技术的应用，集中了多种不同类型的科技技术，是现代材料力学和相应物理学技术相互作用所衍生出的重要技术类型，它可以将先进的电子技术和计算机技术作为载体，对岩土工程进行有效的无损伤检测，大大提高了相关检测工作人员的检测工作效率和质量。

在实际的应用过程中，岩土工程无损检测技术不单被使用在常见的桥梁道路等相关工程的安全检测上，在一些比较复杂的矿山检测、水利工程检测等方面都有着广泛的应用。

相比于传统的检测技术，岩土工程无损检测技术的应用具有更高的检测精确度，并且在检测过程中的安全性及动态化检测优势非常明显，在我国各个领域中所表现出的作用非常明显，受到了相关工程单位的广泛关注和认可。无损检测技术中重点涵盖了计算机技术、信号处理技术以及传感器技术等。无损检测技术的检测速率较快，不会对工程结构产生明显的损伤，所得到的检测数据精准可靠。以下针对我国岩土工程检测工作中常见的无损检测技术应用展开分析和研究[1]。

2 岩土工程无损检测技术的具体应用

2.1 超声波检测技术

超声波无损检测技术可以对桥梁内部的空隙来进行有效的检测，在一些桥梁工程的检测工作中有着广泛的应用，其检测原理是有效使用小钢球敲打混凝土的表面，通过短暂的机械碰撞可以发出相应的低频率超声波，将其直接传输到桥梁结构内部，然后通过断裂层来进行表现。通过反射波形的具体状态，分析桥梁结构内部的具体构成情况以及损伤状况，可以有效判断出桥梁工程结构内部产生空隙的具体位置。

通过超声波无损检测技术的有效应用，可以对桥梁结构内部不同层面所产生的超声波回馈进行合理的应用和分析，形成相应的瞬间超声波共振，在实际的岩土工程裂缝和结构完善性的检测工作中所表现出的精确度较高，可以有效了解到工程结构内部产生的空隙大小及位置状况。

在超声波探伤范围内，通过透射和反射两种方式来进行检测，这两种检测方式的精确度较高，通常被人们称为反射法。通过脉冲发射器直接将超声波探头深入检测试件中，超声波在检测结构产生缺陷的区域，会通过超声波反射的方式来加以体现。

通过超声波信号处理器，可以将超声波直接反馈到示波器中，相关检测工作人员可以对超声波反馈的声波状况及变化幅度的进行分析，从中可以得到桥梁结构内部产生缺陷的具体大小及深度进行合理的判断[2]。

超声波无损检测技术具有较强的穿透能力，在一些大型的建筑结构缺陷检测工作中表现出了良好的效果，由于超声波具有强有力的聚集性特点，在实际的应用过程中可以准确地判断出定制结构内部是否存在不良的缺陷问题。

超声波无损检测技术在实际的应用过程中经常会使用到高频率点震荡高压电晶体，通过电压晶体低压形成的机械振动生成相应的电磁波；而超声波的频率会在高频节点上，通过震荡频率来进行判断，超声波在进入建筑结构内部之后，可以通过建筑结构判断出具体的传播性质及其内部出现的各种质量不足问题，保证工作人员可以充分掌握到建筑结构内部的构成特性。同时，超声波无损检测技术还可以对工程内部结构的真实抗压能力以及承载能力进行判断，进而可以有效预防建筑结构出现不良的坍塌问题[3]。

2.2 光纤传感检测技术

光纤传感检测技术在应用过程中，可以先对一些具有敏感特性的物理量进行检测和判断，将外界的物理量有效转化成为光信号，然后再进行后续的测量工作。随着我国科技技术的不断向前发展，光纤技术的研究层次正在不断提高，并且在各个生产和建设领域中应用得非常广泛[4]。

在我国各大岩土工程的检测工作中，经常会使用到光纤传感检测技术，通过该项技术的应用，可以对建筑工程的诸多层面结构来进行检测，提高了检测工作的效率和质量。相比于传统的传感器，光纤应变传感器技术所具有的优势更加明显。

比如，光纤应变传感器在实际的应用过程中不会受到周围环境因素的干扰，同时也不会受到检测对象的影响，在一些比较恶劣的易燃、易爆的环境下，仍然可以保持正常的检测工作，具有非常强的绝缘性、抗腐蚀性以及抗高压等特性。该检测设备的体积较小、重量较轻，在实际的检测工作中具有较高的实用性。针对不同的检测工作条件，还可以形成不同的外观形状，尽管光纤应变传感器的应用优势较多，但是实际的造价相对较高，在我国岩土检测工作中还没有得到广泛的应用。

2.3 低场核磁共振技术

（1）传感器的封装和保护。在不同类型的岩土工程检测工作中，传感器需要直接安装在建筑结构的表层或是深入建筑结构内部。由于光纤传感器相对比较脆弱，在实际的应用过程中很容易受到人为或环境的破坏，尤其是埋入式光纤传感器，如果设备被破坏很难进行修复。因此，在检测工作中需要依照不同的工程应用环境，建立相应的传感器封装技术以及相应的防护方法，有效保证传感器可以在不同的环境下保持正常稳定的工作和运行。

（2）传感器标定。在实际的检测工作中，需要针对光纤传感器的外表面进行相应的封装及防护工作，封装的材料会吸纳一部分的结构应变，以此来有效改变传感器应变传递的工作特点。

针对这一现象，需要通过理论模型分析的方法，有效判断出实验过程的合理性，并且对检测工作中存在的错误进行及时纠正，提高了检测工作的准确度[5]。

（3）温度补偿。在岩土工程无损检测工作中，应变和外部环境温度的变化，都会出现FBG中心波长产生变动，令FBG传感器对应的应变状况和温度存在的交叉敏感效果保持相同，在检测工作中可以通过外部温度补偿的方式来加以保障。通常情况下，通过FBG传感器所具有的特定属性封装结构，针对温度敏感的FBG温度传感器的具体温度变化状况进行有效的处理，进而可以完成相应的温度补偿。

针对散发式和分布式光纤传感器的使用，需要有效预防检测工作中存在的不良温度变化及硬币变化问题，有效防止温度出现交叉敏感等不良现象，需要建立相应的温度补偿设备或者是通过敏感的调制技术，有效保证检测分量的准确度，提高岩土工程检测工作的安全性。

2.4 探地雷达检测技术

探地雷达检测技术在实际的应用过程中，主要是对10～1000MHz或者更高的高频电磁波来加以使用，检测的方式为宽屏带短脉冲。在向地下传播雷达脉冲波过程中，如果产生电信具有差别的标志性界面，那么地下结构内部的雷达脉冲波会直接将反馈的能量输送到地表面，然后再通过天线的接收系统来进行接收。

该项检测技术可以有效检查出岩土工程产生具体缺陷问题的位置，同时还可以对缺陷的具体形状及埋藏深度进行判断。探低雷达检测技术在应用过程中比较简单、易于操控，整个检测工作效率较高，对人力资源和物理资源都形成了良好的节约效果。同时，此检测技术的检测范围相对较大，不会受到周围环境因素的不良干扰，所得出的检测数据和结论非常精确[6]。

3 结束语

通过上述分析可以看出，无损检测技术在我国各大岩土工程中的应用非常广泛。通过无损检测技术的有效使用，大大提高了检测工作人员的工作效率及工作精确度，可以对岩土工程内部所存在的缺陷问题进行准确的判断，并及时地提出相应的修复方案来加以保障，保证岩土工程结构的整体安全性和稳定性，推动我国岩土工程不断朝着更高层次的方向发展。