浅议土木工程损伤检测技术

刘汉卿

摘要：土木工程的质量是保证建筑物稳定的基础，由于建筑物的长久使用，结构会发生腐蚀，此外建筑还会受到地震等自然灾害的影响，建筑结构会发生变化，所以要对土木功能的性能进行必要的损伤检测，损伤检测技术有多种，技术的应用要结合土木工程的特點。

关键词：土木工程;损伤检测

近些年来，土木工程在我国得到了迅猛的发展，人们也越来越关心居住质量的提高。土木工程的结构是人们工作、生活、学习环境中的重要支撑，只有确保土木工程的结构安全，才能使人们的日常生活得以顺利进行。一旦土木工程的结构难以保证，就势必会给人们的生命财产安全带来极大的威胁。因此，对土木工程的损伤程度及类型进行准确的判断，评价土木工程结构的健康状况具有十分重要的意义。

一、土木工程结构检测技术研究

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。

二、土木工程结构损伤识别方法研究

（一）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。

（二）整体结构损伤识别方法

土木工程结构中包含着大量的刚度、阻尼、质量等物理参数，这也使其成为一种非常复杂的力学系统。当土木工程结构中产生损伤时，其整个结构参数也会产生重大变化。因此，对整体结构损伤的识别与判断，可以通过其参数变化来进行确定，而整体结构损伤识别方法便是依据该原理来进行检测的。

三、整体结构损伤识别方法

（一）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。

（二）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。

（三）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。神经网络算法能够根据不同状态下的土木工程结构所产生的不同反应，来对这些反应的特征值进行提取，并将结构损伤的敏感参数作为该算法的输入向量，以此输出与之相匹配的结构状态，以此形成输入参数和输出状态相对应的特征关系，并且，神经网络算法还能根据其强大的并行计算能力来对模式进行分类，以此对结构损伤模式进行某种程度上的真实反应。

（四）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。

四、结语

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：

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