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時(shí)間：2023-03-16 17:16:52
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在現(xiàn)代生產(chǎn)中針對(duì)不同對(duì)象選擇何種無(wú)損檢測(cè)方法已成為人們關(guān)注的問題，為解決好這個(gè)問題，就必須對(duì)無(wú)損檢測(cè)方法及其特征有較全面的了解。所謂無(wú)損檢測(cè)，是在不損傷材料和成品的條件下研究其內(nèi)部和表面有無(wú)缺陷的手段。也就是說(shuō)，它利用材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)的異?；蛉毕莸拇嬖谒鸬膶?duì)熱、聲、光、電、磁等反應(yīng)的變化，評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)異常和缺陷存在及其危害程度。下面簡(jiǎn)要介紹三種常用方法的應(yīng)用和發(fā)展。
一、激光技術(shù)在無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展
激光技術(shù)在無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用始于七十年代初期，由于激光本身所具有的獨(dú)特性能，使其在無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用不斷擴(kuò)大，并逐漸形成了激光全息、激光超聲等無(wú)損檢測(cè)新技術(shù)，這些技術(shù)由于其在現(xiàn)代無(wú)損檢測(cè)方面具有獨(dú)特能力而無(wú)可爭(zhēng)議地成為無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域的新成員。
1.激光全息無(wú)損檢測(cè)技術(shù)
激光全息術(shù)是激光技術(shù)在無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域應(yīng)用最早、用得最多的方法。激光全息無(wú)損檢測(cè)約占激光全息術(shù)總應(yīng)用的25%。其檢測(cè)的基本原理是通過(guò)對(duì)被測(cè)物體加外加載荷，利用有缺陷部位的形變量與其它部位不同的特點(diǎn)，通過(guò)加載前后所形成的全息圖像的疊加來(lái)反映材料、結(jié)構(gòu)內(nèi)部是否存在缺陷。
激光全息無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展方向主要有以下幾方面。
(1)將全息圖記錄在非線性記錄材料上，以實(shí)現(xiàn)干涉圖像的實(shí)時(shí)顯現(xiàn)。
(2)利用計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)獲取干涉條紋的實(shí)時(shí)定量數(shù)據(jù)。
(3)采用新的干涉技術(shù)，如相移干涉技術(shù)。在原來(lái)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高全息技術(shù)的分辨率和準(zhǔn)確性。
2.激光超聲無(wú)損檢測(cè)技術(shù)
激光超聲技術(shù)是七十年代中期發(fā)展起來(lái)的無(wú)損檢測(cè)新技術(shù)。它利用Q開關(guān)脈沖激光器發(fā)出的激光束照射被測(cè)物體，激發(fā)出超聲波，采用干涉儀顯示該超聲波的干涉條紋。與其他超聲無(wú)損檢測(cè)方法相比，激光超聲檢測(cè)的主要優(yōu)越性如下。
(1)能實(shí)現(xiàn)一定距離之外的非接觸檢測(cè)，不存在耦合與匹配問題。
(2)利用超短激光脈沖可以得到超短聲脈沖和高時(shí)間分辨率，可以在寬帶范圍內(nèi)提取信息，實(shí)現(xiàn)寬帶檢測(cè)。
(3)易于聚焦，實(shí)現(xiàn)快速掃描和成像。
3.激光無(wú)損檢測(cè)的發(fā)展
激光超聲檢測(cè)成本高，安全性較差，目前仍處于發(fā)展階段。但在無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域，激光超聲檢測(cè)在以下幾方面的應(yīng)用前景引起了人們的關(guān)注:(1)可用于高溫條件下的檢測(cè).如熱鋼材的在線檢測(cè)；(2)適用于某些不宜接近的樣品，如放射性樣品的檢測(cè)；(3)激光束可入射到任何部位，可用于檢測(cè)形狀奇異的樣品；(4)可用于超薄超細(xì)的樣品及表面或亞表面層的檢測(cè)。國(guó)外近幾年已有將激光超聲檢測(cè)用機(jī)復(fù)合材料的檢測(cè)、熱態(tài)鋼的在線檢測(cè)的報(bào)道，在化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉積、等離子體濺射等高溫鍍膜工藝過(guò)程中膜層厚度的實(shí)時(shí)檢測(cè)方面也進(jìn)行了研究。
二、超聲檢測(cè)技術(shù)在無(wú)損檢測(cè)中的應(yīng)用與發(fā)展
超聲無(wú)損檢測(cè)技術(shù)(UT)是五大常規(guī)檢測(cè)技術(shù)之一，與其它常規(guī)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)相比，它具有被測(cè)對(duì)象范圍廣。檢測(cè)深度大；缺陷定位準(zhǔn)確，檢測(cè)靈敏度高；成本低，使用方便；速度快，對(duì)人體無(wú)害以及便于現(xiàn)場(chǎng)使用等特點(diǎn)。
1.超聲檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用
(1)目前大量應(yīng)用于金屬材料和構(gòu)件質(zhì)量在線監(jiān)控和產(chǎn)品的在投檢查。如鋼板、管道、焊鞋、堆焊層、復(fù)合層、壓力容器及高壓管道、路軌和機(jī)車車輛零部件、棱元件及集成電路引線的檢測(cè)等。
(2)各種新材料的檢測(cè)。如有機(jī)基復(fù)合材料、金屬基復(fù)合材料、結(jié)構(gòu)陶瓷材料、陶瓷基復(fù)合材料等，超聲檢測(cè)技術(shù)已成為復(fù)合材料的支柱。
(3)非金屬的檢測(cè)。如混凝土、巖石、樁基和路面等質(zhì)量檢驗(yàn)，包括對(duì)其內(nèi)部缺陷、內(nèi)應(yīng)力、強(qiáng)度的檢測(cè)應(yīng)用也逐漸增多。
(4)大型結(jié)構(gòu)、壓力容器和復(fù)雜設(shè)備的檢測(cè)。由于超聲成像直觀易懂，檢測(cè)精度較高。因此，近幾年我國(guó)集超聲成像技術(shù)及超聲信號(hào)處理技術(shù)等多學(xué)科前沿成果于一體的超聲機(jī)器人檢測(cè)系統(tǒng)已研制成功，為復(fù)雜形狀構(gòu)件的自動(dòng)掃描超聲成像檢測(cè)提供了有效手段。
(5)核電工業(yè)的超聲檢測(cè)。
(6)其它方面的超聲檢測(cè)。如醫(yī)學(xué)診斷廣泛應(yīng)用超聲檢測(cè)技術(shù)；目前人們正試圖將超聲檢測(cè)技術(shù)用于開辟其它新領(lǐng)域和行業(yè)，如人們正努力將超聲檢測(cè)技術(shù)用于血壓控制系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)作非接觸檢測(cè)、辨識(shí)。性能分析和故障診斷等。
2.超聲檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展
在現(xiàn)代無(wú)損檢測(cè)技術(shù)中，超聲成像技術(shù)是一種令人矚目的新技術(shù)。超聲圖像可以提供直觀和大量的信息，直接反映物體的聲學(xué)和力學(xué)性質(zhì)，有著非常廣闊的發(fā)展前景。現(xiàn)代超聲成像技術(shù)都是計(jì)算機(jī)技術(shù)、信號(hào)采集技術(shù)和圖象處理技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。數(shù)據(jù)采集技術(shù)、圖象重建技術(shù)、自動(dòng)化和智能化技術(shù)以及超聲成像系統(tǒng)的性能價(jià)格比等發(fā)展直接影響超聲檢測(cè)圖像化的進(jìn)程?，F(xiàn)代超聲成像技術(shù)大多有自動(dòng)化和智能化的特點(diǎn)，因而有許多優(yōu)點(diǎn)，如檢測(cè)的一致性好，可靠性、復(fù)現(xiàn)性高，存儲(chǔ)的檢測(cè)結(jié)果可隨時(shí)調(diào)用，并可以對(duì)歷次檢測(cè)的結(jié)果自動(dòng)比較，以對(duì)缺陷做動(dòng)態(tài)檢測(cè)等。
目前已經(jīng)使用和正在開發(fā)的成像技術(shù)包括:超聲B掃描成像，超聲C掃描成像、超聲D掃描成像，SAFT(合成孔徑聚焦)成像，P掃描成像，超聲全息成像，超聲CT成像等技術(shù)。
三、射線技術(shù)在無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用與發(fā)展
1.射線檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用
射線檢測(cè)技術(shù)是利用射線(X射線、射線、中子射線等)穿過(guò)材料或工件時(shí)的強(qiáng)度衰減，檢測(cè)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)不連續(xù)性的技術(shù)。穿過(guò)材料或工件的射線由于強(qiáng)度不同在X射線膠片上的感光程度也不同，由此生成內(nèi)部不連續(xù)的圖像。
(1)早期使用在石油工業(yè).分析鉆井巖芯。
(2)在航空工業(yè)用于檢驗(yàn)與評(píng)價(jià)復(fù)合材料和復(fù)合結(jié)構(gòu)。評(píng)價(jià)某些復(fù)合件的制測(cè)技術(shù)的重要基礎(chǔ)之一是數(shù)字圖象處理技術(shù)，即使常規(guī)膠片射線照相技術(shù)，也在采用數(shù)字圖象處理技術(shù)。
(3)今后重點(diǎn)應(yīng)用的技術(shù)。1994年HaroldBerger在美國(guó)《材料評(píng)價(jià)》發(fā)表的“射線無(wú)損檢測(cè)的趨勢(shì)”中提出，在20世紀(jì)的最后10年和21世紀(jì)的初期，下列技術(shù)將得到廣泛應(yīng)用:①數(shù)字X射線實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)在制造、在役檢驗(yàn)和過(guò)程控制方面。②具有數(shù)據(jù)交換、使用NDT工作站的計(jì)算機(jī)化的射線檢測(cè)系統(tǒng)。③小型、低成本的CT系統(tǒng)。④微焦點(diǎn)放大成像的x射線成像檢驗(yàn)系統(tǒng)。⑤小型高靈敏度的X射線攝像機(jī)。⑥大面積的光電導(dǎo)X射線攝像機(jī)。
四、無(wú)損檢測(cè)的發(fā)展趨勢(shì)
1.超聲相控陣技術(shù)
超聲檢測(cè)是應(yīng)用最廣泛的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，具有許多優(yōu)點(diǎn)，但需要耦合劑和換能器接近被檢材料，因此，超聲換能、電磁超聲、超聲相控陣技術(shù)得到快速發(fā)展。其中，超聲相控陣技術(shù)是近年來(lái)超聲檢測(cè)中的一個(gè)新的技術(shù)熱點(diǎn)。
超聲相控陣技術(shù)使用不同形狀的多陣元換能器來(lái)產(chǎn)生和接收超聲波波束，通過(guò)控制換能器陣列中各陣元發(fā)射(或接收)脈沖的時(shí)間延遲，改變聲波到達(dá)(或來(lái)自)物體內(nèi)某點(diǎn)時(shí)的相位關(guān)系，實(shí)現(xiàn)聚焦點(diǎn)和聲束方向的變化，然后采用機(jī)械掃描和電子掃描相結(jié)合的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)圖像成像。與傳統(tǒng)超聲檢測(cè)相比，由于聲束角度可控和可動(dòng)態(tài)聚焦，超聲相控陣技術(shù)具有可檢測(cè)復(fù)雜結(jié)構(gòu)件和盲區(qū)位置缺陷和較高的檢測(cè)頻率等特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)高速、全方位和多角度檢測(cè)。對(duì)于一些規(guī)則的被檢測(cè)對(duì)象，如管形焊縫、板材和管材等，超聲相控陣技術(shù)可提高檢測(cè)效率、簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)、降低技術(shù)成本。特別是在焊縫檢測(cè)中，采用合理的相控陣檢測(cè)技術(shù)，只需將換能器沿焊縫方向掃描即可實(shí)現(xiàn)對(duì)焊縫的覆蓋掃查檢測(cè)。
2.微波無(wú)損檢測(cè)
中圖分類號(hào)：TU761.1+4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：
前言
隨著近代高新技術(shù)的發(fā)展，對(duì)材料性能要求的日益提高，單質(zhì)材料很難滿足性能的綜合要求和高指標(biāo)要求。因此復(fù)合材料憑借其優(yōu)良的性能得到了廣泛的開發(fā)和利用，成為了很多行業(yè)的優(yōu)選關(guān)鍵材料。為了保證工程的質(zhì)量必須要保證使用的復(fù)合材料的質(zhì)量，這給復(fù)合材料的無(wú)損檢驗(yàn)提出了更多更高的要求，如何提高無(wú)損檢驗(yàn)技術(shù)也就成為了復(fù)合材料能否更多的被廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵，從目前的情況來(lái)看，復(fù)合材料的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)有很多種，其中，射線檢測(cè)是比較重要的一種，射線檢測(cè)在工業(yè)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)測(cè)量、缺陷監(jiān)測(cè)和損傷評(píng)價(jià)等方面都得到了比較廣泛的應(yīng)用，在現(xiàn)代復(fù)合材料的無(wú)損檢測(cè)中發(fā)揮著重要的作用，占據(jù)著重要的地位。
射線檢測(cè)法在復(fù)合材料無(wú)損檢測(cè)中的應(yīng)用
X射線照相檢測(cè)法
這種檢測(cè)方法已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于工業(yè)檢測(cè)領(lǐng)域，與現(xiàn)在的檢測(cè)技術(shù)來(lái)說(shuō)，是應(yīng)用比較早的檢測(cè)技術(shù)，是最傳統(tǒng)的無(wú)損檢測(cè)方法之一，其基本原理在于，通過(guò)射線來(lái)穿過(guò)不同的材料，因?yàn)椴牧系男再|(zhì)不同，射線在經(jīng)過(guò)材料時(shí)的衰減量也是不一樣的，從而射線的透射強(qiáng)度也是變化的，在膠片上就會(huì)呈現(xiàn)出明暗變化不同的影像，通過(guò)觀察這些影像得到檢測(cè)結(jié)果。針對(duì)X射線照相檢測(cè)法可以檢測(cè)到的材料的缺陷問題，傾向性的觀點(diǎn)是可以發(fā)現(xiàn)夾雜物、氣孔，而不能發(fā)現(xiàn)垂直于射線方向分布的脫粘和裂紋。X射線照相檢測(cè)法的優(yōu)點(diǎn)是成本低，易操作；其局限性為效率低，缺陷(裂紋)的方位是決定性的，要求與射線平行。
2、X射線實(shí)時(shí)成像檢測(cè)法
隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大和對(duì)復(fù)合材料質(zhì)量的更高要求，早期的檢測(cè)方法已經(jīng)不再適用于材料的無(wú)損檢測(cè)，它的可靠性和效率都已經(jīng)不再適用新的要求，X射線實(shí)時(shí)成像檢測(cè)法就是比傳統(tǒng)檢測(cè)方法更進(jìn)一步的無(wú)損檢測(cè)法，它的基本原理是利用X射線的特性，即穿透物體的時(shí)候，會(huì)因?yàn)槲矬w的吸收及散射的原因產(chǎn)生衰減，從而在熒光屏上通過(guò)特殊的圖像增強(qiáng)器會(huì)形成與物體內(nèi)部想對(duì)應(yīng)的圖像，然后在通過(guò)攝像設(shè)備把圖像轉(zhuǎn)化成視頻信號(hào)，然后輸出，通過(guò)計(jì)算機(jī)的數(shù)字圖像處理技術(shù)，對(duì)輸出的視頻信號(hào)進(jìn)行分析，從而得到結(jié)果。這種檢測(cè)法的優(yōu)點(diǎn)就在于對(duì)材料的缺陷可以進(jìn)行在線檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果自動(dòng)生成，檢測(cè)效率較高。其缺點(diǎn)在于，
通過(guò)這種檢測(cè)方法得到的圖像樣品是層疊的影像，不利于觀看和分析，缺陷的影像也是累積的，而不是三維的空間影像信息。現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展的主要成像系統(tǒng)有：數(shù)字實(shí)時(shí)成像系統(tǒng)、熒光屏成像系統(tǒng)、圖像增強(qiáng)器成像系統(tǒng)等。
射線計(jì)算機(jī)斷層掃描檢測(cè)法
此種檢測(cè)方法是起源于前面提到的第一種方法，與第一種方法的不同之處在于，它的區(qū)別在于采用的是圓錐狀射線，檢測(cè)原理在于通過(guò)準(zhǔn)直設(shè)備將圓錐狀射線變成面狀或線狀掃描束，從而對(duì)射線穿過(guò)的物體的某一個(gè)斷面掃射，得到一個(gè)斷面的圖像，通過(guò)分析每一層斷面的圖像就可以得到詳細(xì)的檢測(cè)結(jié)果，達(dá)到檢測(cè)目的。
4、X射線斷層形貌成像檢測(cè)法
X射線斷層形貌成像檢測(cè)法的基本原理是利用樣品散射的空間探測(cè)來(lái)描述材料的內(nèi)部特征，從而通過(guò)分析，得到檢測(cè)結(jié)果。這種檢測(cè)法是X射線散射和圖像成像的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了結(jié)合的檢測(cè)法，可以對(duì)材料機(jī)械性能的關(guān)系、晶體的界面面貌組織，尺寸進(jìn)行研究，并且可以對(duì)微觀的細(xì)小的損失進(jìn)行分析。它具體的可以分為大、小角度X射線散射方法，大角度的X射線散射是無(wú)能量轉(zhuǎn)變的彈性散射，對(duì)結(jié)構(gòu)比較小的分子和原子結(jié)構(gòu)能夠快速反應(yīng)。而小角度的X射線散射則是傳統(tǒng)的一種對(duì)膠體、生物和聚合物進(jìn)行研究的工具，也可檢測(cè)纖維轉(zhuǎn)向。
5、X射線康普頓散射成像檢測(cè)法
康普頓散射成像檢測(cè)技術(shù)采用散射線成像，射線源與檢測(cè)器位于物體的同一側(cè)，其技術(shù)上的顯著特點(diǎn)是單側(cè)幾何布置。具有層析功能，一次可以得到多個(gè)截面的圖像，也可得到三維圖像。在理論上圖像的對(duì)比度可達(dá)到100％。其局限性為，由于康普頓散射成像檢測(cè)技術(shù)采用散射線成像，因此它主要適于低原子序數(shù)物質(zhì)且位于近表面區(qū)厚度較小范圍內(nèi)的缺陷檢測(cè)，通常它適宜檢驗(yàn)的物體表層厚度區(qū)是：鋼約為3ram，鋁約為25ram，塑料和復(fù)合材料約為50ram。在應(yīng)用時(shí)必須考慮基體材料和缺陷對(duì)射線的散射差別、檢驗(yàn)要求的分辨力和成像時(shí)間。
6、中子射線照相檢測(cè)法
中子照相檢測(cè)法的基本原理是，通過(guò)準(zhǔn)直器將中子源發(fā)射出的中子束射到被檢驗(yàn)的物體上，因?yàn)椴煌奈矬w對(duì)中子的衰減系數(shù)是不同的，所以檢測(cè)器記錄到的已經(jīng)投射形成的中子束分布圖像就是不均勻的，通過(guò)分析這些圖像，就可以對(duì)物體內(nèi)部的雜質(zhì)和缺陷有清晰的了解，與以前的R或X射線不同的是，中子射線照相檢測(cè)法還可以對(duì)放射性的物質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，并且可以對(duì)金屬中的一些低原子序數(shù)物質(zhì)進(jìn)行檢驗(yàn)，對(duì)同一元素的不相同的同位素也可以進(jìn)行區(qū)分，這種檢測(cè)法的缺點(diǎn)在于，中子源的價(jià)格昂貴，所以檢測(cè)耗費(fèi)就比較貴，中子的安全防護(hù)也是必須要特別注意的問題。
三．結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，目前已有多種射線檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用到復(fù)合材料無(wú)損檢測(cè)中，獲得了較好的結(jié)果，對(duì)復(fù)合材料制備過(guò)程的質(zhì)量控制及其產(chǎn)品的質(zhì)量評(píng)價(jià)等起到了至關(guān)重要的作用。提高了復(fù)合材料的使用可靠性，同時(shí)也為復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了更多的選擇機(jī)會(huì)。隨著復(fù)合材料設(shè)計(jì)水平的不斷提高和新制備方法的應(yīng)用，將會(huì)有越來(lái)越多性能優(yōu)良的復(fù)合材料被開發(fā)利用。
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DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.13.182
1 壓電材料應(yīng)用前景
在19世紀(jì)80年代，英國(guó)物理學(xué)家居里兄弟在一次實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，偶然反現(xiàn)了壓電材料。1881年，物理學(xué)家根據(jù)熱力學(xué)三定律，發(fā)現(xiàn)了逆壓電效應(yīng)。但是在應(yīng)用研究上并沒有得到實(shí)際的應(yīng)用于進(jìn)展。直到1954年，美國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了PbZrO3一PbTiO3固溶體（也稱壓電陶瓷）[1]，這種材料不僅具有優(yōu)異的壓電性和良好的穩(wěn)定性，還具有巨大的工程使用價(jià)值，使得研制出壓電片成為可能。隨著科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種性能更加優(yōu)異的壓電材料―壓電陶瓷，壓電陶瓷的出現(xiàn)在壓電學(xué)的發(fā)展中具有劃時(shí)代的意義，奠定了壓電材料應(yīng)用基礎(chǔ)。壓電陶瓷在使用的過(guò)程中具有很高的靈敏度?？梢詫?shí)現(xiàn)把微弱的電信號(hào)（微弱的振動(dòng)信號(hào)）轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的位移信號(hào)（電信號(hào)），這種材料廣泛用于可海上聲納系統(tǒng)、天氣預(yù)報(bào)、家用電器制造等行業(yè)。地震是危害非常大的，而且產(chǎn)生地震的根源位于地球內(nèi)部深處，所以準(zhǔn)_預(yù)報(bào)出地震發(fā)生時(shí)間和位置是非常困難的，目前的科學(xué)技術(shù)是不能夠達(dá)到這一水平的，這個(gè)問題一直以來(lái)困擾著科學(xué)家。壓電陶瓷對(duì)外界的振動(dòng)或者壓力是非常敏感的，甚至可以感應(yīng)到十幾米外飛蟲拍打翅膀的振動(dòng)信號(hào)。如果用它作為制造地震儀的基本感應(yīng)元件，就可以比較靈敏準(zhǔn)確檢測(cè)地震的強(qiáng)度，指示出地震的方位和距離。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，本人相信壓電元件在地震預(yù)測(cè)中會(huì)發(fā)揮重要的作用。
2 傳統(tǒng)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)簡(jiǎn)介及缺點(diǎn)
傳統(tǒng)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)存在很多缺點(diǎn)：必須提前確定損傷出現(xiàn)的大致位置；要求被測(cè)機(jī)器停止運(yùn)行，這不僅降低了生產(chǎn)效率，耗費(fèi)時(shí)間，而且增加了成本。傳統(tǒng)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)對(duì)于一些大型結(jié)構(gòu)特別是比較復(fù)雜的大型結(jié)構(gòu)無(wú)法進(jìn)行檢測(cè)等，從而大大限制了其應(yīng)用范圍。X射線在檢測(cè)分層時(shí)也受到上述限制；CT照相法對(duì)人體有害、操作者必須經(jīng)過(guò)專門培訓(xùn)；超聲法的信噪比低，不易分辨；微波法對(duì)較小缺陷不敏感；超聲C掃描無(wú)法識(shí)別薄板中的缺陷，檢測(cè)效率較低；表面滲透無(wú)法檢測(cè)復(fù)合材料的分層缺陷，這大大限制了該技術(shù)的應(yīng)用；紅外熱波成像受環(huán)境溫度、缺陷位置和缺陷性質(zhì)的影響較大；此時(shí)，高的頻率可以限制傳感區(qū)域，使損傷對(duì)振動(dòng)信號(hào)的影響同遠(yuǎn)端邊界條件的影響分開，這就更有利于對(duì)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的檢測(cè)?？梢钥闯雠c其他傳統(tǒng)的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)比較，阻抗分析法無(wú)損檢測(cè)技術(shù)除了具有操作簡(jiǎn)便，測(cè)量精度高的優(yōu)點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)微小裂紋的無(wú)損檢測(cè)。
3 壓電無(wú)損檢測(cè)技術(shù)基本原理及優(yōu)勢(shì)
壓電無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在航空航天、紡織業(yè)、建筑業(yè)等部門有著很大的發(fā)展前景[2-4]。該方法利用正、逆壓電效應(yīng)，通過(guò)測(cè)量電阻抗參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)部損傷的檢測(cè)。圖1給出了壓電-電阻抗無(wú)損檢測(cè)技術(shù)工作原理，將壓電陶瓷片粘貼固定在被測(cè)構(gòu)件上，同時(shí)對(duì)壓電片施加正弦或者余弦掃描激勵(lì)電壓信號(hào)，當(dāng)試驗(yàn)材料內(nèi)部出現(xiàn)微小裂紋或者缺陷時(shí)，其機(jī)械阻抗就跟著發(fā)生變化，從而影響附著構(gòu)件上壓電陶瓷片的電阻抗值的變化對(duì)壓電片電阻抗值進(jìn)行測(cè)量，同時(shí)將測(cè)量的數(shù)據(jù)與健康的試件測(cè)量的阻抗數(shù)值進(jìn)行比較，就能確定試件是否發(fā)生損傷或內(nèi)在安全隱患。
電阻抗（EMI）是壓電效應(yīng)在結(jié)構(gòu)診斷方面的典型應(yīng)用[5]。壓電激振電阻抗技術(shù)可用于導(dǎo)電復(fù)合材料的損傷檢測(cè)，也可檢測(cè)工件的內(nèi)部損傷缺陷（裂紋、脫膠、分層和纖維斷裂等）[6，7]。此技術(shù)有如下特點(diǎn)： 1.阻抗技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)大型結(jié)構(gòu)的無(wú)損檢測(cè)；2.工作的頻率范圍比較寬，對(duì)初期損傷非常敏感，可以實(shí)現(xiàn)微小裂紋的無(wú)損檢測(cè)；3.壓電片既作傳感器又作驅(qū)動(dòng)器，提高了傳感器使用效率，節(jié)省了成本；4.壓電陶瓷的體積比較小，進(jìn)行阻抗分析時(shí)，對(duì)整體結(jié)構(gòu)物理和機(jī)械特性不會(huì)產(chǎn)生明顯影響，可以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)在線測(cè)量，提高了生產(chǎn)效率。
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（一）射線檢測(cè)
射線檢測(cè)技術(shù)一般用于檢測(cè)焊縫和鑄件中存在的氣孔、密集氣孔、夾渣和未融合、未焊透等缺陷。另外，對(duì)于人體不能進(jìn)入的壓力容器以及不能采用超聲檢測(cè)的多層包扎壓力容器和球形壓力容器多采用Ir或Se等同位素進(jìn)行γ射線照相。但射線檢測(cè)不適用于鍛件、管材、棒材的檢測(cè)。
射線檢測(cè)方法可獲得缺陷的直觀圖像，對(duì)長(zhǎng)度、寬度尺寸的定量也比較準(zhǔn)確，檢測(cè)結(jié)果有直觀紀(jì)錄，可以長(zhǎng)期保存。但該方法對(duì)體積型缺陷（氣孔、夾渣）檢出率高，對(duì)體積型缺陷（如裂紋未熔合類），如果照相角度不適當(dāng)，容易漏檢。另外該方法不適宜較厚的工件，且檢測(cè)成本高、速度慢，同時(shí)對(duì)人體有害，需做特殊防護(hù)。
（二）超聲波檢測(cè)
超聲檢測(cè)（UltrasonicTesting，UT）是利用超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)產(chǎn)生衰減，遇到界面產(chǎn)生反射的性質(zhì)來(lái)檢測(cè)缺陷的無(wú)損檢測(cè)方法。
超聲檢測(cè)既可用于檢測(cè)焊縫內(nèi)部埋藏缺陷和焊縫內(nèi)表面裂紋，還用于壓力容器鍛件和高壓螺栓可能出現(xiàn)裂紋的檢測(cè)。
該方法具有靈敏度高、指向性好、穿透力強(qiáng)、檢測(cè)速度快成本低等優(yōu)點(diǎn)，且超聲波探傷儀體積小、重量輕，便于攜帶和操作，對(duì)人體沒有危害。但該方法無(wú)法檢測(cè)表面和近表面的延伸方向平行于表面的缺陷，此外，該方法對(duì)缺陷的定性、定量表征不準(zhǔn)確。
（三）磁粉檢測(cè)
磁粉檢測(cè)（MagneticTesting，MT）是基于缺陷處漏磁場(chǎng)與磁粉相互作用而顯示鐵磁性材料表面和近表面缺陷的無(wú)損檢測(cè)方法。
在以鐵磁性材料為主的壓力容器原材料驗(yàn)收、制造安裝過(guò)程質(zhì)量控制與產(chǎn)品質(zhì)量驗(yàn)收以及使用中的定期檢驗(yàn)與缺陷維修監(jiān)測(cè)等及格階段，磁粉檢測(cè)技術(shù)用于檢測(cè)鐵磁性材料表面及近表面裂紋、折疊、夾層、夾渣等方面均得到廣泛的應(yīng)用。
磁粉檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)在于檢測(cè)成本低、速度快，檢測(cè)靈敏度高。缺點(diǎn)在于只適用于鐵磁性材料，工件的形狀和尺寸有時(shí)對(duì)探傷有影響。
（四）滲透檢測(cè)
滲透檢測(cè)（PenetrantTest，PT）是基于毛細(xì)管現(xiàn)象揭示非多孔性固體材料表面開口缺陷，其方法是將液體滲透液滲入工件表面開口缺陷中，用去除劑清除多余滲透液后，用顯像劑表示出缺陷。
滲透檢測(cè)可有效用于除疏松多孔性材料外的任何種類的材料，如鋼鐵材料、有色金屬材料、陶瓷材料和塑料等材料的表面開口缺陷。隨著滲透檢測(cè)方法在壓力容器檢測(cè)中的廣泛應(yīng)用，必須合理選擇滲透劑及檢測(cè)工藝、標(biāo)準(zhǔn)試塊及受檢壓力容器實(shí)際缺陷試塊，使用可行的滲透檢測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn)等來(lái)提高滲透檢測(cè)的可靠性。
該方法操作簡(jiǎn)單成本低，缺陷顯示直觀，檢測(cè)靈敏度高，可檢測(cè)的材料和缺陷范圍廣，對(duì)形狀復(fù)雜的部件一次操作就可大致做到全面檢測(cè)。但只能檢測(cè)出材料的表面開口缺陷且不適用于多孔性材料的檢驗(yàn)，對(duì)工件和環(huán)境有污染。滲透檢測(cè)方法在檢測(cè)表面微細(xì)裂紋時(shí)往往比射線檢測(cè)靈敏度高，還可用于磁粉檢測(cè)無(wú)法應(yīng)用到的部位。
（五）聲發(fā)射檢測(cè)
聲發(fā)射（AcousticEmission,AE）是指材料或結(jié)構(gòu)受外力或內(nèi)力作用產(chǎn)生變形或斷裂，以彈性波形式釋放出應(yīng)變能的現(xiàn)象。而彈性波可以反映出材料的一些性質(zhì)。聲發(fā)射檢測(cè)就是通過(guò)探測(cè)受力時(shí)材料內(nèi)部發(fā)出的應(yīng)力波判斷容器內(nèi)部結(jié)構(gòu)損傷程度的一種新的無(wú)損檢測(cè)方法。
壓力容器在高溫高壓下由于材料疲勞、腐蝕等產(chǎn)生裂紋。在裂紋形成、擴(kuò)展直至開裂過(guò)程中會(huì)發(fā)射出能量大小不同的聲發(fā)射信號(hào)，根據(jù)聲發(fā)射信號(hào)的大小可判斷是否有裂紋產(chǎn)生、及裂紋的擴(kuò)展程度。
聲發(fā)射與X射線、超聲波等常規(guī)檢測(cè)方法的主要區(qū)別在于它是一種動(dòng)態(tài)無(wú)損檢測(cè)方法。聲發(fā)射信號(hào)是在外部條件作用下產(chǎn)生的，對(duì)缺陷的變化極為敏感，可以檢測(cè)到微米數(shù)量級(jí)的顯微裂紋產(chǎn)生、擴(kuò)展的有關(guān)信息，檢測(cè)靈敏度很高。此外，因?yàn)榻^大多數(shù)材料都具有聲發(fā)射特征，所以聲發(fā)射檢測(cè)不受材料限制，可以長(zhǎng)期連續(xù)地監(jiān)視缺陷的安全性和超限報(bào)警。
（六）磁記憶檢測(cè)
磁記憶(Metalmagneticmemory,MMM)檢測(cè)方法就是通過(guò)測(cè)量構(gòu)件磁化狀態(tài)來(lái)推斷其應(yīng)力集中區(qū)的一種無(wú)損檢測(cè)方法，其本質(zhì)為漏磁檢測(cè)方法。
壓力容器在運(yùn)行過(guò)程中受介質(zhì)、壓力和溫度等因素的影響，易在應(yīng)力集中較嚴(yán)重的部位產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開裂、疲勞開裂和誘發(fā)裂紋，在高溫設(shè)備上還容易產(chǎn)生蠕變損傷。磁記憶檢測(cè)方法用于發(fā)現(xiàn)壓力容器存在的高應(yīng)力集中部位，它采用磁記憶檢測(cè)儀對(duì)壓力容器焊縫進(jìn)行快速掃查，從而發(fā)現(xiàn)焊縫上存在的應(yīng)力峰值部位，然后對(duì)這些部位進(jìn)行表面磁粉檢測(cè)、內(nèi)部超聲檢測(cè)、硬度測(cè)試或金相組織分析，以發(fā)現(xiàn)可能存在的表面裂紋、內(nèi)部裂紋或材料微觀損傷。
磁記憶檢測(cè)方法不要求對(duì)被檢測(cè)對(duì)象表面做專門的準(zhǔn)備，不要求專門的磁化裝置，具有較高的靈敏度。金屬磁記憶方法能夠區(qū)分出彈性變形區(qū)和塑性變形區(qū)，能夠確定金屬層滑動(dòng)面位置和產(chǎn)生疲勞裂紋的區(qū)域，能顯示出裂紋在金屬組織中的走向，確定裂紋是否繼續(xù)發(fā)展。是繼聲發(fā)射后第二次利用結(jié)構(gòu)自身發(fā)射信息進(jìn)行檢測(cè)的方法，除早期發(fā)現(xiàn)已發(fā)展的缺陷外，還能提供被檢測(cè)對(duì)象實(shí)際應(yīng)力---變形狀況的信息，并找出應(yīng)力集中區(qū)形成的原因。但此方法目前不能單獨(dú)作為缺陷定性的無(wú)損檢測(cè)方法，在實(shí)際應(yīng)用中，必須輔助以其他的無(wú)損檢測(cè)方法。
二、展望
作為一種綜合性應(yīng)用技術(shù)，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)經(jīng)歷了從無(wú)損探傷(NDI)，到無(wú)損檢測(cè)(NDT)，再到無(wú)損評(píng)價(jià)(NDE)，并且向自動(dòng)無(wú)損評(píng)價(jià)(ANDE)和定量無(wú)損評(píng)價(jià)(QNDE)發(fā)展。相信在不員的將來(lái)，新生的納米材料、微機(jī)電器件等行業(yè)的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)將會(huì)得到迅速發(fā)展。
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中圖分類號(hào)：TU7文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：2095-2945（2018）06-0057-02
工程檢測(cè)在建筑工程中的重要行主要體現(xiàn)在提高工程質(zhì)量和保障施工安全兩個(gè)方面，與此同時(shí)其還能夠保障相關(guān)監(jiān)督工作落實(shí)到位。近年來(lái)，我國(guó)建筑行業(yè)發(fā)展速度不斷加快，大量的新型材料被應(yīng)用與建筑工程中，在此基礎(chǔ)上，工程檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程不斷加快，目前我國(guó)工程檢測(cè)技術(shù)種類十分豐富。而所謂的工程檢測(cè)技術(shù)其存在的主要目的是利用相關(guān)手段來(lái)對(duì)工程的施工質(zhì)量進(jìn)行測(cè)試，并為工程建設(shè)提供可靠的技術(shù)依據(jù)?；诖丝梢钥闯觯こ虣z測(cè)技術(shù)的發(fā)展水平也在一定程度上影響著建筑行業(yè)工程的發(fā)展水平。
1研究現(xiàn)狀
伴隨著我國(guó)建筑工程行業(yè)的迅猛發(fā)展，工程檢測(cè)技術(shù)隨之日益豐富化、創(chuàng)新化，檢測(cè)技術(shù)水平不斷提升。我國(guó)學(xué)術(shù)界對(duì)于建筑工程檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行了諸多研究，且研究碩果累累。解國(guó)梁、申向東等人（2011年）在文章《紅外熱像技術(shù)及其在建筑工程無(wú)損檢測(cè)中的應(yīng)用》中著重分析了紅外熱像技術(shù)的應(yīng)用原理，指出物體表面發(fā)熱率、大氣的吸收、背景的輻射都會(huì)對(duì)紅外熱像測(cè)試精度產(chǎn)生一定程度的影響，在此基礎(chǔ)上，從建筑節(jié)能是否達(dá)標(biāo)、外墻飾面磚粘結(jié)質(zhì)量是否良好、屋面、墻體是否有滲漏、受潮現(xiàn)象，混凝土表面是否存在缺陷等方面探討了紅外熱像檢測(cè)技術(shù)的具體應(yīng)用。何忠華（2012年）在論文《淺談樁基檢測(cè)技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用》中認(rèn)為樁基工程是建筑工程的基礎(chǔ)，直接關(guān)系到建筑工程質(zhì)量，對(duì)樁基檢測(cè)是控制建筑工程質(zhì)量的重要手段，并提出樁基低應(yīng)變、樁基高應(yīng)變、單樁復(fù)合地基靜荷載三種樁基檢測(cè)技術(shù)，最后基于其多年在工程現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)中的經(jīng)驗(yàn)對(duì)樁基檢測(cè)做出了詳細(xì)總結(jié)，他指出，在樁身抗阻多變時(shí)，以低應(yīng)變樁基檢測(cè)技術(shù)對(duì)樁身完整性進(jìn)行檢測(cè)局限性較大，很難對(duì)樁身進(jìn)行全面測(cè)量，檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性有待考量。并提出高應(yīng)變?cè)讷@取相關(guān)參數(shù)后，可精準(zhǔn)檢測(cè)出樁基單樁載荷能力，該方法是樁基檢測(cè)中最為快捷有效的方法。通過(guò)對(duì)我國(guó)建筑工程檢測(cè)具體案例的分析，筆者了解到近年來(lái)，在我國(guó)建筑工程檢測(cè)中應(yīng)用最廣泛的當(dāng)屬無(wú)損檢測(cè)技術(shù)。例如，張亞峰（2014年）在《無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在既有建筑工程中的應(yīng)用》一文中，分別論述混凝土強(qiáng)度無(wú)損檢測(cè)與鋼結(jié)構(gòu)無(wú)損檢測(cè)，其中混凝土檢測(cè)主要利用聲波法、回彈法、探地雷達(dá)法、綜合法四種檢測(cè)方法；鋼結(jié)構(gòu)檢測(cè)主要利用磁粉、滲透、超聲波三種方法進(jìn)行檢測(cè)。最后提出，為進(jìn)一步提升無(wú)損檢測(cè)精度，可建立更為完善的檢測(cè)體系，加強(qiáng)檢測(cè)過(guò)程的全程監(jiān)控。另外，擴(kuò)大檢測(cè)范圍與內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的綜合檢測(cè)，從而有效確保的建筑結(jié)構(gòu)的安全性與可靠性。
近年來(lái)，我國(guó)學(xué)者在建筑工程檢測(cè)上進(jìn)行了多方位的理論研究與實(shí)踐探索，但伴隨著建筑工程行業(yè)的飛速發(fā)展，建筑工程檢測(cè)仍需不斷完善。本文在分析當(dāng)前建筑工程檢測(cè)特點(diǎn)出發(fā)，分析其常用檢測(cè)技術(shù)，提出建筑工程檢測(cè)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。
2我國(guó)建筑工程檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀
工程檢測(cè)主要有檢測(cè)工程建設(shè)中材料、施工質(zhì)量以及工程使用功能的水平等內(nèi)容，隨著檢測(cè)技術(shù)在建筑行業(yè)中的不斷應(yīng)用和革新，我國(guó)建筑檢測(cè)技術(shù)發(fā)展速度加快，檢測(cè)技術(shù)種類不斷增加，但是這些檢測(cè)技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中都或多或少的存在一些問題。而導(dǎo)致這一現(xiàn)象的主要原因在于我國(guó)建筑檢測(cè)工作中并沒有建立一個(gè)相對(duì)完善統(tǒng)一的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)規(guī)范檢測(cè)工作，這對(duì)于檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展而言是一大阻礙。目前，建筑檢測(cè)技術(shù)中無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用可以說(shuō)是檢測(cè)行業(yè)中最新的突破，隨著無(wú)損檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，其逐漸成為了檢測(cè)行業(yè)未來(lái)發(fā)展的主要趨勢(shì)。但是現(xiàn)有的技術(shù)并不能完全滿足建筑工程發(fā)展的需求，還需要對(duì)相關(guān)技術(shù)進(jìn)行完善和發(fā)展。例如，在實(shí)踐過(guò)程中，對(duì)工程檢測(cè)技術(shù)中存在的問題進(jìn)行深入的分析，并提出針對(duì)性的改善措施。總而言之，我國(guó)工程檢測(cè)技術(shù)雖然得到了一定的發(fā)展，但是其依然存在一定的不足之處，例如缺失相關(guān)的法律法規(guī)，需要對(duì)這方面的問題進(jìn)行及時(shí)的完善。
3建筑工程檢測(cè)技術(shù)發(fā)展特點(diǎn)和發(fā)展中存在的問題
（1）相比其他國(guó)家，我國(guó)建筑工程發(fā)展的時(shí)間比較晚，為了對(duì)建筑質(zhì)量進(jìn)行更好地評(píng)定我國(guó)制定了一系列的質(zhì)量評(píng)定規(guī)定、施工結(jié)構(gòu)驗(yàn)收、設(shè)計(jì)規(guī)范等標(biāo)準(zhǔn)，然而并沒有從原則方面對(duì)規(guī)范的方法和原則進(jìn)行規(guī)范。（2）目前在工程中最常見的檢測(cè)方法主要有破損檢測(cè)、微破損檢測(cè)以及非破損檢測(cè)等。其中非破損檢測(cè)在對(duì)檢測(cè)系數(shù)進(jìn)行判定時(shí)并不會(huì)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞，且使用方便。其中，利用紅外線像技術(shù)來(lái)檢測(cè)混凝土的強(qiáng)度，用磁效應(yīng)來(lái)測(cè)量鋼筋位置和直徑。非破損檢測(cè)技術(shù)能夠保有建筑原有的結(jié)構(gòu)，應(yīng)用十分方便，精確度較高，但是由于使用量大，因此會(huì)增加工程的成本。而另外兩種方法——微破損檢測(cè)以及非破損檢測(cè)都會(huì)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的破壞，在此基礎(chǔ)上它們才能完成檢測(cè)估計(jì)。微破損法在對(duì)工程混凝土強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，一般采用鉆芯法和拉拔法來(lái)進(jìn)行檢測(cè)；而破壞性檢測(cè)則是對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的破壞更大，如果想要不破壞建筑達(dá)到檢測(cè)的目的，就需要對(duì)建筑工程進(jìn)行綜合性試驗(yàn)，以試驗(yàn)結(jié)果來(lái)對(duì)檢測(cè)值進(jìn)行判定。通常情況下這兩種方法會(huì)用于局部建筑檢測(cè)中，這樣能夠減少資源的浪費(fèi)。然而這兩種方法不僅會(huì)破壞建筑結(jié)構(gòu)，同時(shí)檢測(cè)不全面，且由于取樣較少，因此精確度也無(wú)法與非破損檢測(cè)法相比。當(dāng)然隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，相關(guān)檢測(cè)技術(shù)的檢測(cè)水平也有了明顯的提高。（3）就目前我國(guó)檢測(cè)技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀來(lái)看，其中存在的許多的問題，例如檢測(cè)結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確性低，檢測(cè)工程缺乏相對(duì)統(tǒng)一的規(guī)范，檢測(cè)技術(shù)研究不深入等。除此之外，檢測(cè)人員和檢測(cè)技術(shù)管理方面同樣存在一定的缺陷，例如檢測(cè)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，建筑工程檢測(cè)中的設(shè)備質(zhì)量無(wú)法得到保障等。這些問題的存在會(huì)給建筑工程的檢測(cè)帶來(lái)負(fù)面的影響。例如檢測(cè)過(guò)程中使用不合格的檢測(cè)設(shè)備會(huì)對(duì)檢測(cè)結(jié)果有著直接的影響，導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)誤差。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)開始廣泛應(yīng)用于過(guò)程檢測(cè)技術(shù)中，這種技術(shù)不僅能夠提高檢測(cè)的精確度，同時(shí)還能將對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的破壞降至最低。
4建筑工程的主要檢測(cè)方法
（1）紅外熱像技術(shù)。該方法主要依靠紅外輻射來(lái)提高溫度使得分子進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，分子運(yùn)動(dòng)輻射紅外線，倘若被檢測(cè)對(duì)象內(nèi)部有缺陷或破損，會(huì)影響熱傳導(dǎo)。進(jìn)而影響被檢測(cè)對(duì)象表面溫度分布，而借助紅外檢測(cè)設(shè)備則可準(zhǔn)確定位被檢測(cè)對(duì)象的缺陷所在。當(dāng)前工程檢測(cè)中常用的為檢測(cè)設(shè)備為紅外熱像檢測(cè)儀。一般情況下紅外熱像技術(shù)用于檢測(cè)建筑物的墻體、墻面以及屋頂?shù)鹊胤绞┕べ|(zhì)量。（2）超聲波技術(shù)。一般情況下，在檢測(cè)建筑工程中巖石抗壓性時(shí)會(huì)使用該種技術(shù)，以此判斷巖石的性質(zhì)，當(dāng)然檢測(cè)路面也可以使用超過(guò)聲波技術(shù)來(lái)對(duì)路面損壞的情況進(jìn)行了解。在檢測(cè)路面過(guò)程中，要將傳感器安裝在需要檢測(cè)的位置，利用超聲波算出波速，以此來(lái)對(duì)檢測(cè)材料的彈性和抗壓程度等情況進(jìn)行判定。（3）頻譜分析技術(shù)。該種技術(shù)主要是通過(guò)頻率來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。例如在檢測(cè)路面時(shí)，會(huì)對(duì)路面施加垂直力，并讓頻率在路面上擴(kuò)散，通過(guò)調(diào)整錘頭和錘重量的方法來(lái)獲取頻率信號(hào)，通過(guò)不同部位傳感器上的數(shù)據(jù)和相關(guān)進(jìn)行來(lái)計(jì)算出介質(zhì)的力學(xué)參數(shù)。（4）路用雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)。在公路檢測(cè)、管線檢測(cè)以及水庫(kù)檢測(cè)時(shí)常常會(huì)用到路用雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)，其主要的工作原理為在檢測(cè)時(shí)將電磁波發(fā)送到低下，通過(guò)電磁波遇到介質(zhì)所反饋的信息可以了解相關(guān)的數(shù)據(jù)，如位置和結(jié)構(gòu)等信息。路用雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)在工程檢測(cè)中常常會(huì)在地面工程檢測(cè)中使用。
5建筑工程檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展前景
隨著混凝土結(jié)構(gòu)的廣泛使用，其質(zhì)量檢測(cè)和性能評(píng)估是目前土木工程界迫切需要解決的問題。由于結(jié)構(gòu)混凝土無(wú)損檢測(cè)技術(shù)能反映結(jié)構(gòu)物中混凝土的強(qiáng)度、均勻性、連續(xù)性等各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)，對(duì)保證新建工程質(zhì)量，以及對(duì)已建工程的安全性評(píng)價(jià)等方面具有無(wú)可替代的重要作用，因而越來(lái)越受到人們的重視。
1 超聲檢測(cè)技術(shù)概述
超聲法是一種廣泛用于混凝土缺陷探測(cè)的方法，混凝土的物理力學(xué)性能與超聲波在其中的傳播速度及其他聲學(xué)參數(shù)有很好的相關(guān)性。超聲波的探測(cè)精度能滿足缺陷探測(cè)要求，但以目前的超聲儀及換能器，當(dāng)超聲波換能器正對(duì)測(cè)試時(shí)，在混凝土中的最大穿透距離只能達(dá)到10m左右，而當(dāng)換能器錯(cuò)開一定距離時(shí)，穿透距離僅能達(dá)到2、3m。顯然超聲波換能器無(wú)法滿足長(zhǎng)距離探測(cè)的要求。采用稀土超磁致伸縮材料制作的超磁致?lián)Q能器，具有發(fā)射功率大、發(fā)射頻率高、穿透距離遠(yuǎn)、接收信號(hào)頻帶寬、重復(fù)性好、余振短等優(yōu)點(diǎn)，能夠同時(shí)兼顧到傳播距離及檢測(cè)分辨率，是一種理想的長(zhǎng)距離探測(cè)震源。超磁致?lián)Q能器發(fā)射中心頻率為10-50kHz，處于可聞聲波及超聲波頻段。將超磁致?lián)Q能器和超聲波換能器發(fā)射產(chǎn)生的應(yīng)力波統(tǒng)稱為聲波。
目前，超聲探傷常用的缺陷分析判斷方法有經(jīng)驗(yàn)法、數(shù)理統(tǒng)計(jì)法、數(shù)值判據(jù)法和模糊判別法。經(jīng)驗(yàn)法，即依據(jù)超聲探傷的基本原理判別缺陷。其結(jié)果依賴于檢測(cè)人員的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，漏判和誤判嚴(yán)重。數(shù)理統(tǒng)計(jì)法簡(jiǎn)單易行，但是只能對(duì)單個(gè)聲學(xué)參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)意義上的判斷，且物理意義不明確。數(shù)值判據(jù)法須根據(jù)測(cè)試值建立合理的物理模型，經(jīng)適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)處理后，找出一個(gè)可能存在缺陷的臨界值作為判斷的依據(jù)。模糊判別法是計(jì)算各聲學(xué)參數(shù)相對(duì)于正常獲異常的隸屬度，然后將各個(gè)聲學(xué)參數(shù)加權(quán)平均得到綜合的相對(duì)于正常或異常的隸屬度。由于測(cè)試分析方法本身的局限性，以上方法仍處于定性或半定量水平，都只對(duì)缺陷的定位具有一定精度，而對(duì)缺陷的大小、形狀及性質(zhì)難以給出定量的結(jié)果，從而給最終準(zhǔn)確評(píng)價(jià)帶來(lái)困難。超聲波的頻率范圍為20kHz至15MHz，超聲發(fā)生器則是由產(chǎn)生超聲頻振蕩的電子線路和換能器(傳感器)組成。超聲層析的應(yīng)用范圍很廣，早在世界二次大戰(zhàn)期間，超聲層析在軍事監(jiān)測(cè)方向就獲得了比較滿意的效果，以后更廣泛地應(yīng)用于醫(yī)學(xué)之中；此外，超聲層析在工業(yè)無(wú)損探傷方面用途也很廣。
2 超聲無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在工程中的運(yùn)用分析
超聲無(wú)損檢測(cè)屬于彈性波法。在各種無(wú)損檢測(cè)方法中，超聲無(wú)損檢測(cè)是當(dāng)前無(wú)損檢測(cè)工作中研究最活躍、發(fā)展最快的檢測(cè)方法。目前，超聲脈沖檢測(cè)技術(shù)已成為檢測(cè)工程結(jié)構(gòu)質(zhì)量的重要手段之一。其主要優(yōu)點(diǎn)是有效探測(cè)距離長(zhǎng)，測(cè)試精度高，設(shè)備簡(jiǎn)單且無(wú)污染。
將超聲技術(shù)技術(shù)應(yīng)用于混凝土質(zhì)量檢測(cè)中，其理論依據(jù)是混凝土的質(zhì)量與聲速有較好的相關(guān)性，首先在被測(cè)混凝土結(jié)構(gòu)物某斷面上，將測(cè)區(qū)劃分成網(wǎng)格，發(fā)射換能器在一側(cè)某點(diǎn)發(fā)射，接收換能器在另一側(cè)所有點(diǎn)上接收，使每個(gè)網(wǎng)格都有2條以上的測(cè)線通過(guò)，利用聲時(shí)通過(guò)反演技術(shù)獲得測(cè)區(qū)各部分的波速分布圖，從而確定缺陷區(qū)的位置、尺寸以及缺陷本身的波速，推斷缺陷的類型、強(qiáng)度等。
2.1 超聲無(wú)損檢測(cè)的基本原理
根據(jù)彈性波的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)特征，彈性波層析成像方法可以分為兩大類：一是以運(yùn)動(dòng)特征為基礎(chǔ)的射線層析成像；二是以動(dòng)力學(xué)特征為基礎(chǔ)的波動(dòng)方程層析成像。
作為反演聲波穿透的射線層析成象，其基本思想是根據(jù)聲波的射線幾何運(yùn)動(dòng)學(xué)原理，將聲波從發(fā)射點(diǎn)到接收點(diǎn)的旅行時(shí)間表達(dá)成探測(cè)區(qū)域介質(zhì)速度參數(shù)的線積分，然后通過(guò)沿線積分路徑進(jìn)行反投影來(lái)重建介質(zhì)速度參數(shù)的分布圖像。
混凝土聲波CT無(wú)損檢測(cè)技術(shù)就是根據(jù)聲波射線的幾何運(yùn)動(dòng)學(xué)原理，利用最先進(jìn)的聲渡發(fā)射、接收系統(tǒng)，在被檢測(cè)塊體的一端發(fā)射，在另一端接收，用聲波掃描被檢測(cè)體，然后利用計(jì)算機(jī)反演成像技術(shù)，呈現(xiàn)被檢測(cè)體各微小單元范圍內(nèi)的混凝土聲波速度，進(jìn)而對(duì)被檢測(cè)體作出質(zhì)量評(píng)價(jià)。
2.2 觀測(cè)系統(tǒng)布置
根據(jù)混凝上結(jié)構(gòu)物的形狀特點(diǎn)，對(duì)結(jié)構(gòu)物常用的測(cè)線布置方式為：白色點(diǎn)為接收點(diǎn)，黑色點(diǎn)為激發(fā)點(diǎn)。理論及實(shí)踐都證明，三側(cè)激發(fā)一側(cè)接收，所得反演效果最好。射線密度達(dá)到要求。一般檢測(cè)過(guò)程中測(cè)線都采用該方式布置，激發(fā)邊和接收邊道間距，1般在20-50cm范圍。在結(jié)構(gòu)物兩端的部份，可適當(dāng)加密激發(fā)點(diǎn)和接收點(diǎn)，以利于增加射線密度。根據(jù)結(jié)構(gòu)物的臨空面不同，可采用合適的測(cè)線布置。
2.3 觀測(cè)系統(tǒng)完備性評(píng)價(jià)
觀測(cè)系統(tǒng)完備是聲波CT結(jié)果可靠性的基本保障。觀測(cè)系統(tǒng)的完備性是通過(guò)單元的射線密度和射線正交性來(lái)衡量的。因此，射線密度和射線正交性就成了表征觀測(cè)系統(tǒng)完備性的I爵個(gè)重要指標(biāo)，它們是觀測(cè)系統(tǒng)可靠性評(píng)價(jià)的有效方法。為保證聲波CT結(jié)果的可靠性和分辨率，要求研究區(qū)內(nèi)每個(gè)單元體內(nèi)的射線超過(guò)40條，同時(shí)要求每個(gè)單元體內(nèi)通過(guò)的射線其交角至少有一組大于60°，其交角的正弦值大于0.87。
2.4 后期成像
所用軟件為TDSoft的《工程CT》，該軟件有模塊化設(shè)計(jì)、文件格式要求清晰、處理速度快等優(yōu)點(diǎn)。軟件共有數(shù)據(jù)輸入、射線追蹤、速度反演三個(gè)主模塊和正交性分析一個(gè)輔助模塊組成。最后通過(guò)網(wǎng)格化、成圖、導(dǎo)出DXF格式等多個(gè)步驟的處理，最終得到混凝土聲波CT波速反演圖。
3 結(jié)語(yǔ)
無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是以無(wú)損檢測(cè)手段探明被檢測(cè)體內(nèi)部缺陷的有無(wú)、大小、位置和性質(zhì)的專門技術(shù)。在工程中，需要根據(jù)工程構(gòu)件材料的性能和工程條件具體選擇恰當(dāng)?shù)臋z測(cè)方法。其中，彈性波方法是工程中最為常用的方法之一，特別適合混凝土構(gòu)件、巖土體等工程問題的無(wú)損檢測(cè)工作。射線理論和射線方法是研究彈性波傳播理論的重要方面之一，針對(duì)不同的工程材料和工程條件探索研究彈性波射線追蹤方法，對(duì)于許多工程問題的分析研究具有重要的意義。
中圖分類號(hào)：U41文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
引言
我國(guó)的公路橋梁檢測(cè)技術(shù)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的帶動(dòng)下快速的發(fā)展，傳統(tǒng)的檢測(cè)方法已經(jīng)不能對(duì)公路橋梁的情況作出準(zhǔn)確的檢測(cè)和判斷，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)正是在這樣的背景下發(fā)展起來(lái)的。計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步改變了傳統(tǒng)檢測(cè)的公路橋梁檢測(cè)的現(xiàn)狀，使得公路橋梁的檢測(cè)更精準(zhǔn)安全，實(shí)現(xiàn)了檢測(cè)技術(shù)由有損檢測(cè)到無(wú)損檢測(cè)的轉(zhuǎn)變，為公路起來(lái)建設(shè)的發(fā)展創(chuàng)造了有利的條件，所以檢測(cè)時(shí)要加強(qiáng)運(yùn)用。
一、無(wú)損檢測(cè)技術(shù)簡(jiǎn)介
無(wú)損檢測(cè)技術(shù)就是指在對(duì)結(jié)構(gòu)與主體不產(chǎn)生影響的前提下，通過(guò)某種物理方法對(duì)指標(biāo)進(jìn)行確定，從而判斷結(jié)構(gòu)是否發(fā)生性能改變，能夠達(dá)到使用要求。無(wú)損檢測(cè)技術(shù)基本與最前沿的科學(xué)技術(shù)相關(guān)，借助科技的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了在現(xiàn)實(shí)工程領(lǐng)域的應(yīng)用。道橋工程中的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)主要是為了在不影響正常運(yùn)營(yíng)使用的前提下完成對(duì)質(zhì)量的檢測(cè)，應(yīng)用了機(jī)械力學(xué)、材料力學(xué)與物理學(xué)等技術(shù)，同時(shí)是對(duì)電子技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合。
二、橋梁樁基的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)
（一）聲波無(wú)損檢測(cè)
聲波無(wú)損檢測(cè)主要是利用在混凝土結(jié)構(gòu)聲學(xué)檢測(cè)技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，其主要檢測(cè)樁基的完整性。其主要對(duì)在撞擊中傳播的應(yīng)力波進(jìn)行分析，如果應(yīng)力波的波形、波速、波峰值保持不變，如果應(yīng)力波在樁基中均勻傳播，則表明樁基的完整性比較好。如果應(yīng)力波的波形、波速、波峰值發(fā)生變化，則表明沿樁基在長(zhǎng)度方向上存在缺陷。同時(shí)，在樁基存在缺陷部位應(yīng)力波將發(fā)生突變，從而使得應(yīng)力波發(fā)生透射波、反射波或者散射波等現(xiàn)象。由于，無(wú)損檢測(cè)對(duì)樁基不產(chǎn)生破壞，所以特別適用于橋梁工程的樁基完整性的檢測(cè)工程中。
（二）高應(yīng)變檢測(cè)
這種檢測(cè)手法應(yīng)用的時(shí)間已經(jīng)相當(dāng)長(zhǎng)，它主要是對(duì)樁的豎向抗壓承載能力與設(shè)計(jì)要求是否相符進(jìn)行判定。使用這種方法對(duì)樁身的預(yù)制樁接頭以及水平整合型的具體縫隙等各種缺陷進(jìn)行判定時(shí)，能查明其是否能夠?qū)ωQ向抗壓的具體承載能力產(chǎn)生影響，并在此基礎(chǔ)上對(duì)缺陷的程度進(jìn)行合理判定。這種方法已經(jīng)普遍應(yīng)用于一些地區(qū)。就目前情況來(lái)看，國(guó)內(nèi)外運(yùn)用的高應(yīng)變法的測(cè)試與結(jié)果分析的主要基礎(chǔ)還是一維桿撥動(dòng)的相關(guān)理論，沒有將樁和土之間互相作用的相關(guān)機(jī)理考慮在內(nèi)，因此，在對(duì)承載力進(jìn)行測(cè)試時(shí)，運(yùn)用這種方法有一定程度的局限性。
（三）低應(yīng)變法
這種方法主要是對(duì)樁身的完整性進(jìn)行檢測(cè)。很多缺陷或者是質(zhì)量事故都在流水處或者是底層的變化處發(fā)生，底層的變化會(huì)導(dǎo)致反射波的產(chǎn)生從而影響波形，所以要對(duì)地質(zhì)資料進(jìn)行查看，了解施工的具體記錄，從而確定缺陷的具置。定量分析軟件能幫助我們判定基樁缺陷的具體程度，雖然這一軟件有一定的不足之處，但是它對(duì)應(yīng)力波在樁身進(jìn)行傳播的具體過(guò)程進(jìn)行了分析，只要保證樁周選擇合理的土參數(shù)，就能起到一定的效果。在運(yùn)用低應(yīng)變法進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，不斷缺陷屬于什么樣的類型，其共同的表現(xiàn)就是樁的阻抗減小，不能區(qū)分缺陷性質(zhì)。
1.低應(yīng)變動(dòng)測(cè)法的適用范圍介紹
公路橋梁工程樁基低應(yīng)變動(dòng)測(cè)法的適用范圍對(duì)測(cè)量影響是十分巨大的，其中公路橋梁工程樁基測(cè)土阻力是主要因素，測(cè)土阻力包括兩個(gè)部分:動(dòng)土阻力和靜土阻力，后者是主要影響因素，其特點(diǎn)可以概括如下:(1)消減反射波峰值；(2)加快應(yīng)變力衰減；(3)動(dòng)土阻力波的產(chǎn)生限制了可測(cè)樁基的長(zhǎng)度。
通過(guò)總結(jié)實(shí)際公路橋梁工程樁基施工過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，在公路橋梁工程樁基中采用低應(yīng)變動(dòng)測(cè)法對(duì)公公路橋梁工程樁基進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，公路橋梁工程樁基的長(zhǎng)度通常在5～50m的范圍之間，公路橋梁工程樁基的半徑一般需小于0．9m，盡管一些長(zhǎng)度大于50m的公路橋梁工程樁基仍能夠獲得樁底的應(yīng)力波信號(hào)，然而因公路橋梁工程樁基的承載力較大，公路橋梁工程樁基的一些局部缺陷、深度缺陷的反映不夠準(zhǔn)確，同時(shí)也會(huì)受到公路橋梁工程當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件的影響。
2.低應(yīng)變動(dòng)測(cè)試過(guò)程分析
低應(yīng)變動(dòng)測(cè)試過(guò)程中，測(cè)量人員為了提高公路橋梁工程樁基測(cè)量結(jié)果的精確性和準(zhǔn)確性，要特別注意以下幾點(diǎn):選取測(cè)量點(diǎn)和錘擊點(diǎn)、安裝傳感器等。
（1）選取測(cè)試點(diǎn)。測(cè)試點(diǎn)的選取應(yīng)該以公路橋梁工程樁基直徑為選取依據(jù)，選取原則要保證公路橋梁工程樁基測(cè)試點(diǎn)滿足實(shí)際測(cè)量的需求，通常情況下，公路橋梁工程樁基直徑不小于0．15m，基樁測(cè)量點(diǎn)的選取應(yīng)該大于5個(gè)，而且要保證和鋼筋籠的間距在15cm以上，選取的方式要保證公路橋梁工程樁基測(cè)量點(diǎn)均勻，打磨處理應(yīng)該仔細(xì)認(rèn)真，保證后續(xù)公路橋梁工程樁基施工正常進(jìn)行。
（2）選取錘擊點(diǎn)。公路橋梁工程樁基檢測(cè)過(guò)程中的錘擊點(diǎn)適宜點(diǎn)為相距傳感器20～30cm的位置，如果錘擊點(diǎn)與傳感器間距離太近，錘擊的沖擊力可能對(duì)傳感器造成干擾，而若錘擊點(diǎn)與傳感器間距離太遠(yuǎn)，就可能有橫波的影響產(chǎn)生波形震動(dòng)現(xiàn)象，這將無(wú)法準(zhǔn)確反映公路橋梁工程樁基的狀況。所以錘擊點(diǎn)和傳感器位置選取的好壞直接決定著公路橋梁工程樁基檢測(cè)效果，可以聘請(qǐng)公路橋梁工程樁基檢測(cè)專業(yè)技術(shù)人才進(jìn)行測(cè)量檢測(cè)，保證公路橋梁工程樁基檢測(cè)結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求。
（3）傳感器的安置。按照公路橋梁工程樁基測(cè)試點(diǎn)的選取情況來(lái)確定傳感器的安裝，粘貼方式是最為常用的安裝公路橋梁工程樁基檢測(cè)傳感器的方法，因此這就要求在公路橋梁工程樁基的頂部干燥的時(shí)候，比較常用的粘貼劑包括:橡皮泥、黃油、石蠟、等，粘貼層的厚度應(yīng)該適中，避免過(guò)厚造成公路橋梁工程樁基檢測(cè)傳感器應(yīng)力波接收不準(zhǔn)確的情況。
三、加強(qiáng)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在橋梁中應(yīng)用的措施
（一）加強(qiáng)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的創(chuàng)新
技術(shù)創(chuàng)新是將無(wú)損檢測(cè)技術(shù)充分運(yùn)用到公路橋梁檢測(cè)中的首要前提。因?yàn)楣窐蛄航ㄔO(shè)技術(shù)的發(fā)展會(huì)帶動(dòng)公路橋梁結(jié)構(gòu)、用材等的變化，使得檢測(cè)的難度加大，現(xiàn)有的檢測(cè)方法不一定都能完成相應(yīng)的檢測(cè)工作，所以需要新的測(cè)量方法才能有效的完成，所以將加強(qiáng)技術(shù)的創(chuàng)新尤為重要。例如引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)、建立實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行相關(guān)研究、對(duì)現(xiàn)有檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)、結(jié)合公路橋梁檢測(cè)的實(shí)際進(jìn)行相關(guān)研究等都是加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新的有效方式。
（二）提高相關(guān)檢測(cè)人員的素質(zhì)
在公路橋梁的檢測(cè)中，經(jīng)常要用到各種儀器設(shè)備和各種檢測(cè)技術(shù)，而且使用這些儀器設(shè)備和技術(shù)的要求很高，因此需要相關(guān)工作人員具備較高的專業(yè)素質(zhì)，才能順利的完成檢測(cè)的任務(wù)。提高相關(guān)工作人員的素質(zhì)可以進(jìn)行崗前培訓(xùn)、定期組織員工學(xué)習(xí)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的各種知識(shí)、開展無(wú)損檢測(cè)技術(shù)知識(shí)的講座、錄用專業(yè)的高水平的相關(guān)人才等。只有這樣才能為公路橋梁檢測(cè)的順利進(jìn)行提供更多的人員基礎(chǔ)，最終取良好的測(cè)量效果。
結(jié)束語(yǔ)
隨著我國(guó)交通業(yè)的不斷發(fā)展，已建成的道路橋梁的檢測(cè)成為維修、維護(hù)的重要依據(jù)，通過(guò)正確有效的檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用，管理者能夠更加明確地了解道路與橋梁目前的運(yùn)營(yíng)狀況，從而形成科學(xué)決策，另外檢測(cè)技術(shù)還對(duì)道路與橋梁的設(shè)計(jì)產(chǎn)生正反饋的影響，不斷提高。無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是對(duì)道路橋梁進(jìn)行無(wú)損傷性的檢測(cè)，能夠保證交通正常進(jìn)行，經(jīng)濟(jì)活動(dòng)不受干擾。我國(guó)目前要不斷加強(qiáng)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的研發(fā)與人員培養(yǎng)，不斷進(jìn)行技術(shù)推廣試驗(yàn)，提高適用性，通過(guò)技術(shù)與管理雙重作用，實(shí)現(xiàn)道路與橋梁的質(zhì)量保證。
參考文獻(xiàn)：
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前言：由于灌注樁可做成大直徑樁，以提高單樁承載力，又可以根據(jù)樁身內(nèi)力狀態(tài)分段配筋。而且施工時(shí)對(duì)周圍建筑物影響較小，施工噪聲也較小，因而使用較廣。但灌注樁在工地條件下，現(xiàn)場(chǎng)灌注成樁，施工工藝較為復(fù)雜，影響灌注質(zhì)量的因素較多，極易形成各種缺陷而影響樁身的完整性。據(jù)統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)場(chǎng)灌注樁施工中樁身混凝土出現(xiàn)缺陷的概率約為15%—20%。而對(duì)這些缺陷的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)中，超聲檢測(cè)應(yīng)用較為廣泛，在此作簡(jiǎn)要分析。
1．混凝土灌注樁常見缺陷
按混凝土的灌注方式而言，灌注樁可分為水下灌注和干孔灌注兩類。
1.1 水下灌注樁的常見缺陷
樁身混凝土中的缺陷與施工方法密切相關(guān)，不同施工方法出現(xiàn)缺陷的類型以及不同類型的缺陷出現(xiàn)的幾率都不一樣。水下灌注施工時(shí)，可能出現(xiàn)的缺陷有以下幾種。
1）斷樁(包括全斷面夾泥或夾砂)
這類缺陷多半因?yàn)閷?dǎo)管提升時(shí)不慎冒口，新注入的混凝土壓在封口砂漿及泥漿上，以及因機(jī)械故障而停止灌注過(guò)久，提升導(dǎo)管時(shí)把已初凝的混凝土拉松，或繼續(xù)施工時(shí)對(duì)表面未加清理等原因所致。斷樁部位往往不是一個(gè)薄層，而是具有相當(dāng)厚度的一個(gè)缺陷段，檢測(cè)時(shí)不難發(fā)現(xiàn)。斷樁嚴(yán)重影響樁的承載能力，檢測(cè)時(shí)不應(yīng)漏檢或誤判。斷樁對(duì)承載力的影響程度與其出現(xiàn)的位置有關(guān)，應(yīng)按樁的受力狀態(tài)分析，但斷樁均應(yīng)采取適當(dāng)措施修理或加固。
2）局部截面夾泥或頸縮
這類缺陷一般是由于混凝土導(dǎo)管插入深度不適當(dāng)，導(dǎo)致混凝土從導(dǎo)管流出往上頂托時(shí)，形成湍流或翻騰，使孔壁剝落或坍塌，形成局部斷面夾泥或周邊環(huán)狀?yuàn)A泥。局部截面夾泥或頸縮將影響樁的承載面積，同時(shí)由于鋼筋外露而影響耐久性，對(duì)這類缺陷檢測(cè)時(shí)應(yīng)僅可能檢出其面積大小，以便核算樁的承載能力。
3）分散性泥團(tuán)及“蜂窩”狀缺陷
其成因與孔壁因混凝土騷動(dòng)而剝落有關(guān)外，還與混凝土離析及導(dǎo)管中被壓人的氣體無(wú)法完全排出有關(guān)。這類缺陷將影響混凝土的強(qiáng)度，若分散性泥團(tuán)或氣孔數(shù)量不多，影響面積不大，則對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響有限，可不予處理。
4）集中性氣孔
當(dāng)導(dǎo)管埋人厚度較深，混凝土流動(dòng)性不足時(shí)，間息倒人導(dǎo)管的混凝土?xí)?dǎo)管中氣體壓人混凝土中而無(wú)法排出，有時(shí)會(huì)形成較大的集中性氣孔，將影響斷面受力面積。
5）樁底沉渣
在灌注前應(yīng)徹底清孔，若清孔不凈，則導(dǎo)致樁底沉渣。對(duì)端承樁而言，樁底沉渣過(guò)厚會(huì)導(dǎo)致樁受力時(shí)沉降位移，因此，應(yīng)進(jìn)行樁底壓漿處理?？萍颊撐摹?/p>
6）樁頭混凝土低強(qiáng)區(qū)
在混凝土灌注過(guò)程中，封口混凝土或砂漿與水接觸，在頂托過(guò)程中會(huì)混入泥水，因而強(qiáng)度較低，灌注完成后應(yīng)將其鏟除，若未徹底鏟除，則形成樁頂?shù)蛷?qiáng)區(qū)。在橋梁樁中，樁頂?shù)蛷?qiáng)區(qū)非但影響承載力，而且當(dāng)河床變化時(shí)很容易被水流沖刷和腐蝕。由于樁頂一般均已露出地面，可用多種方法對(duì)混凝土強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)，所以其檢測(cè)值也可作為全樁混凝土強(qiáng)度超聲推算值的校驗(yàn)值。
1.2干孔灌注樁的常見缺陷
干孔灌注時(shí)可能出現(xiàn)的常見缺陷有以下幾種：
1）混凝土層狀離析或斷樁
在地下水位較高的地區(qū)，常因地下水涌人孔中來(lái)不及抽干，澆人的混凝土被水沖刷或浸包，形成層狀離析，嚴(yán)重時(shí)砂石成層狀堆積，水泥漿上浮，形成斷樁?？萍颊撐?。
2）局部夾泥或“蜂窩”狀缺陷
干孔灌注時(shí)常因孔壁護(hù)筒滲漏，涌人泥水而形成局部夾泥，或灌注時(shí)未予搗實(shí)，形成“蜂窩”狀缺陷。
3）局部嚴(yán)重離析
由于混凝土注入高度超過(guò)施工規(guī)定，往往形成石子滾到邊緣的離析現(xiàn)象，此時(shí)，石子集中區(qū)易形成“蜂窩”，而砂漿集中區(qū)因聲速下降而被誤判。
4）樁底沉渣
操作工未清孔即澆人混凝土，形成樁底沉渣。
2．灌注樁缺陷無(wú)損檢測(cè)方法
灌注樁的綜合質(zhì)量體現(xiàn)在以下三方面，即承載力、樁的完整性、樁的耐久性，其中承載力因樁體較大用無(wú)損方法難以準(zhǔn)確測(cè)量，而當(dāng)?shù)叵聼o(wú)明顯腐蝕性介質(zhì)而且樁身完整時(shí)也未見有因耐久性破壞的報(bào)導(dǎo)。所以，完整性是混凝土灌注樁質(zhì)量的主要指標(biāo)?？萍颊撐摹Ｋ^灌注樁的完整性是指樁身混凝土質(zhì)量均勻，無(wú)全斷面斷裂及影響斷面承載面積或?qū)е落摻钔饴兜拿黠@缺陷。
混凝土灌注樁的完整性的無(wú)損檢測(cè)方法，目前主要是超聲檢測(cè)法。超聲檢測(cè)法是在樁內(nèi)預(yù)埋若干根平行于樁的縱軸的聲測(cè)管道，將超聲探頭通過(guò)聲測(cè)管直接伸人樁身混凝土內(nèi)部進(jìn)行逐點(diǎn)、逐段探測(cè)，即逐點(diǎn)發(fā)射和接收超聲脈沖，通過(guò)接收信號(hào)的聲時(shí)、波幅、波形等參數(shù)，逐點(diǎn)判斷混凝土的質(zhì)量，并分析缺陷向位置、性質(zhì)和大小。其基本原理是根據(jù)超聲脈沖穿越被測(cè)混凝土?xí)r傳播時(shí)間、傳播速度及能量的變化反映缺陷的存在，并估算混凝土的抗壓強(qiáng)度和質(zhì)量均勻性。但由于樁的混凝土灌注條件與上部結(jié)構(gòu)的成型條件完全不同，尤其是水下灌注時(shí)差異更大，混凝土的配合比、灌注后的離析程度、聲測(cè)管的平行度等許多因素，都會(huì)嚴(yán)重影響對(duì)缺陷的判斷和對(duì)強(qiáng)度及均勻性的推算，因此，灌注樁的超聲檢測(cè)必須有一套適合其特點(diǎn)的方法和判據(jù)，而不能完全延用上部結(jié)構(gòu)檢測(cè)的現(xiàn)有方法。其基本技術(shù)依據(jù)是《基樁低應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)規(guī)程》(JGJ/T93—95)、《超聲法檢測(cè)混凝土缺陷技術(shù)規(guī)程》(CECS 21:2000)以及大量研究資料。超聲檢測(cè)法因必須在設(shè)計(jì)或施工前即列入計(jì)劃，增加了工程量，但由于它比較直觀，可靠，在一些重大工程及大直徑灌注樁中得到廣泛應(yīng)用。
3．檢測(cè)前的準(zhǔn)備工作
進(jìn)行灌注樁完整性超聲檢測(cè)前，除需認(rèn)真檢查檢測(cè)單位和檢測(cè)人員的資質(zhì)、儀器設(shè)備的技術(shù)狀態(tài)和預(yù)埋聲測(cè)管外，還應(yīng)做好下列各項(xiàng)準(zhǔn)備：
(一)了解工程概況，認(rèn)真閱讀和分析下列資料：巖土工程勘察資料、基樁設(shè)計(jì)計(jì)算資料及圖紙、基樁位置平面圖及編號(hào)、基樁施工原始記錄、混凝土灌注齡期。
(二)確定被檢樁的基本原則
當(dāng)某工程樁量較多，無(wú)法逐一檢測(cè)時(shí)，可按一定原則和比例進(jìn)行抽測(cè)，抽測(cè)應(yīng)有代表性，以便確切反映成批樁的質(zhì)量，受檢樁的確定應(yīng)考慮下列因素：
1）．選擇設(shè)計(jì)方認(rèn)為重要的樁；
2）．選擇施工質(zhì)量有懷疑的樁；
3）．選擇巖土特性復(fù)雜，施工難度較大的樁；
4）．選擇代表不同施工工藝條件和不同施工單位或班組的樁；
5）．在同類樁隨機(jī)選取的基礎(chǔ)上，宜使被檢樁位置均勻分布。
(三)被檢樁的抽樣數(shù)量的基本規(guī)定
1）．對(duì)于一柱一樁的建筑物或構(gòu)筑物，全部樁均應(yīng)進(jìn)行檢測(cè)；
2）．非一柱一樁的建筑物或構(gòu)筑物，應(yīng)根據(jù)上述原則進(jìn)行抽測(cè)，抽取的數(shù)量不得少于樁的總數(shù)的20％，且不得少于10根。
3）．當(dāng)抽測(cè)不合格的樁數(shù)超過(guò)抽測(cè)數(shù)的30%時(shí)，應(yīng)加倍重新抽測(cè)。
4）．若加倍抽樣復(fù)測(cè)后仍有抽測(cè)數(shù)的30%不合格，則該批樁應(yīng)全數(shù)檢測(cè)。
由于超聲檢測(cè)法需預(yù)埋聲測(cè)管，因此，檢測(cè)單位應(yīng)盡早介入，事先提出檢測(cè)要求，并與設(shè)計(jì)和施工單位協(xié)商確定受檢樁數(shù)量和樁號(hào)。有預(yù)埋管的樁數(shù)應(yīng)超過(guò)抽樣數(shù)，以備復(fù)檢之需，一般有預(yù)埋管的樁數(shù)可達(dá)樁總數(shù)的40%左右，某些重要工程則應(yīng)100％埋管。當(dāng)需要加倍復(fù)測(cè)，而又沒有足夠的埋管樁時(shí)，則可用其他檢測(cè)樁的完整性的方法補(bǔ)足應(yīng)檢樁數(shù)量。
4.結(jié)語(yǔ)：
保證混凝土灌注樁的綜合質(zhì)量，有助于提高整個(gè)建筑工程的質(zhì)量，但由于灌注樁內(nèi)部缺陷復(fù)雜，有時(shí)候用一種方法難以準(zhǔn)確檢測(cè)并給予判定，因此需要相關(guān)工程檢測(cè)技術(shù)人員在實(shí)際工程中不斷摸索總結(jié)，同時(shí)聯(lián)合使用多種檢測(cè)方法，慎重判斷。
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本論文為四川理工學(xué)院大學(xué)生創(chuàng)新基金項(xiàng)目《樁基礎(chǔ)低應(yīng)變無(wú)損檢測(cè)中缺陷的定位與定量分析研究》（201410622030）結(jié)題論文。
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A；
一、引言
在建筑工程中，人工挖孔灌注鋼筋混凝土樁是一種普遍采用的基礎(chǔ)形式，但在施工中由于施工條件、技術(shù)和外界偶然因素的各種影響，導(dǎo)致樁體出現(xiàn)斷樁、頸縮、擴(kuò)頸、離析、空洞等各種質(zhì)量缺陷。在現(xiàn)行的各種基樁檢測(cè)技術(shù)中，低應(yīng)變無(wú)損檢測(cè)技術(shù)以其檢測(cè)方便、費(fèi)用低廉而成為各類方法的首選[1]，應(yīng)用廣泛，但同時(shí)也存在精度偏低，對(duì)于一些特殊缺陷情況容易誤判的情況，本文在總結(jié)了大量實(shí)踐中的案例后，對(duì)檢測(cè)中的難點(diǎn)作出了相應(yīng)的分析。
二、基本原理
在該法中是采用在樁頂用小錘振擊樁頭產(chǎn)生振動(dòng)波，波在樁體中傳播，遇到各種缺陷或者到達(dá)樁底時(shí)則會(huì)產(chǎn)生一系列反射波，通過(guò)設(shè)在樁頂?shù)膫鞲衅鳎ú杉俣?、加速度）?lái)收集到的各類反射波形，通過(guò)各類反射波形的變化來(lái)分析樁體的密實(shí)度并劃分樁體類型。
三、檢測(cè)方法
樁基動(dòng)測(cè)儀采用中國(guó)科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所生產(chǎn)的RSM24FD型樁基動(dòng)測(cè)儀，并備有速度傳感器4個(gè)，力錘1個(gè)。被檢測(cè)樁均被鑿去浮漿及破損部分，露出新鮮密實(shí)的混凝土，每根樁布置2-4個(gè)檢測(cè)點(diǎn)。檢測(cè)實(shí)施步驟為：力錘敲打樁頂―反射波信號(hào)輸入樁基動(dòng)測(cè)儀―在動(dòng)測(cè)儀中設(shè)定參數(shù)―處理數(shù)據(jù)―輸出結(jié)果―打印結(jié)果。
根據(jù)基樁檢測(cè)規(guī)范[2]，依據(jù)波形特征，結(jié)合樁身砼的等級(jí)要求，將工程樁身結(jié)構(gòu)的完整性定性劃分為四類，依次如下：①Ⅰ類樁，樁身完整；②Ⅱ類樁，樁身輕微缺陷；③Ⅲ類樁，樁身明顯缺陷；④Ⅳ類樁，樁身嚴(yán)重缺陷。實(shí)際上現(xiàn)階段只能做到將樁體完整度大致分為4類樁體，但對(duì)于具體缺陷則無(wú)法更深入的分辨，本課題在大量工程實(shí)踐遇到的病害樁體中，總結(jié)出根據(jù)波形特點(diǎn)確定各類缺陷的規(guī)律，在一定程度上彌補(bǔ)了該技術(shù)在此方面的不足。
四、各類缺陷分析
（一） 擴(kuò)徑樁
樁身中部某處的等效直徑大于規(guī)定的直徑就稱為擴(kuò)徑樁[3]。在大量的工程實(shí)踐中，共發(fā)現(xiàn)32根具有此類缺陷的樁體，此類樁體的檢測(cè)波形曲線，一般在初始階段連續(xù)出現(xiàn)密集的2個(gè)峰頂，2個(gè)波谷，波谷振幅大于波峰的振幅，在2-3個(gè)震蕩之后波形迅速耗散，直至為0，見圖1。
（二）縮徑樁
樁身中部某處的等效直徑小于規(guī)定的直徑就稱為縮徑樁[4]。在本課題研究中所經(jīng)歷的大量工程實(shí)踐中，共發(fā)現(xiàn)28根具有此類缺陷的樁體，樁徑在0.8-1.2m之間。其檢測(cè)波形曲線，一般在初始階段連續(xù)出現(xiàn)密集的2個(gè)峰頂和波谷，波峰和波谷的振幅越來(lái)越小，在2-3個(gè)震蕩之后波形迅速耗散，直至為0，見圖2。
（三） 空洞
樁身中部某處存在沒有混凝土充填而導(dǎo)致的空白地方就稱為空洞。這可能是由于混凝土振搗功率或振搗時(shí)沒充分覆蓋所有區(qū)域而造成的，這類缺陷在混凝土灌注樁中存在一定比例，它對(duì)于混凝土灌注樁的強(qiáng)度有較大的影響，一定程度上削弱了混凝土灌注樁的承載力。在大量的工程實(shí)踐中，共發(fā)現(xiàn)30根具有此類缺陷的樁體，見圖3。
（四） 斷樁
樁身中部某處產(chǎn)生混凝土的完全斷裂，或者僅靠鋼筋相連的樁就稱為斷樁。其波形曲線一般出現(xiàn)1個(gè)波峰，1個(gè)波谷，波形曲線本身無(wú)太多震蕩，屬于低頻大信號(hào)，見圖4。在大量的工程實(shí)踐中，共發(fā)現(xiàn)19根具有此類缺陷的樁體。
（五） 離析
樁身中部某處的混凝土出現(xiàn)粗細(xì)顆粒和水分的分層，造成局部混凝土的密度偏低，稱為離析。其波形曲線一般出現(xiàn)3個(gè)波峰，且其波峰峰頂呈逐漸下降的趨勢(shì)，波峰之間的時(shí)間間隔大致相等，見圖5。在大量的工程實(shí)踐中，共發(fā)現(xiàn)36根具有此類缺陷的樁體。
四、 其他因素分析
實(shí)際上，在對(duì)波形曲線的形狀進(jìn)行分析判定時(shí)應(yīng)結(jié)合地質(zhì)資料和施工紀(jì)錄等相關(guān)的資料進(jìn)行綜合分析。應(yīng)力波在傳播過(guò)程中不僅受到樁體自身阻抗變化的影響，還會(huì)受到樁周地質(zhì)情況改變的影響[5]。比如當(dāng)樁體從硬土層穿越到軟土層時(shí)，此時(shí)應(yīng)力波會(huì)產(chǎn)生出類似縮徑情況的曲線，這樣就可能造成誤判，導(dǎo)致合格樁被挖出重新施工，造成經(jīng)濟(jì)損失。其他的如土層中分布有地下水也會(huì)增大誤判可能[6]。因此在對(duì)整個(gè)低應(yīng)變檢測(cè)技術(shù)的缺陷排查中，除了對(duì)波形曲線本身的特征進(jìn)行分析以外，在后續(xù)研究中還要著重對(duì)地質(zhì)情況影響波形曲線的狀況進(jìn)行深入研究。
五、 結(jié)束語(yǔ)
事實(shí)上采用低應(yīng)變檢測(cè)技術(shù)方便實(shí)用外但精度較低，容易誤判，對(duì)具體的缺陷還需要采用其他方法來(lái)輔助分析，才能對(duì)一些具體缺陷有更準(zhǔn)確的判斷，從而增加該方法的適用性和準(zhǔn)確性。
參考文獻(xiàn)
[1] 王登杰.反射波法低應(yīng)變樁基檢測(cè)探討[J]. 山東大學(xué)學(xué)報(bào)（工學(xué)版）. 2011 .25（17）：63-65.
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[3] 王靖濤.樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與檢測(cè)[M] 武漢 華中科技大學(xué)出版社 2005：78-82.
中圖分類號(hào):U416.217文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1673-0992(2010)03-068-01
我國(guó)高速公路的通車?yán)锍棠壳耙呀?jīng)居于世界第二位,其中,瀝青路面占我國(guó)公路的大部分,因此,必須加強(qiáng)對(duì)瀝青路面的養(yǎng)護(hù)管理,確保提供可接受的服務(wù)水平。傳統(tǒng)的檢測(cè)手段和評(píng)價(jià)方法很難對(duì)路面的離析做出準(zhǔn)確和定量的判斷。綜合采用適當(dāng)?shù)臒o(wú)損檢測(cè)技術(shù),才有可能獲取大樣本的檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,快速直觀地發(fā)現(xiàn)離析范圍及分析離析產(chǎn)生的原因,針對(duì)性地提出防止離析的措施,從而有效提高瀝青混凝土路面的施工質(zhì)量。本文結(jié)合目前路面檢測(cè)分析總結(jié)了路面承載力、平整度、路面損壞狀況主要檢測(cè)新技術(shù)的應(yīng)用。
一、路面無(wú)損檢測(cè)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
無(wú)損檢測(cè)技術(shù)主要應(yīng)用于施工質(zhì)量檢測(cè)與控制,通過(guò)采用先進(jìn)、高效的檢測(cè)評(píng)價(jià)技術(shù),能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)工程質(zhì)量隱患,有效地防止路面出現(xiàn)各種早期破壞。在道路建成后的養(yǎng)護(hù)管理階段,隨著使用時(shí)間的增加,相應(yīng)地,在不同時(shí)期恢復(fù)路面使用性能所需要的費(fèi)用也明顯不同,這就給養(yǎng)護(hù)決策提出了最佳修復(fù)方案或養(yǎng)路資金優(yōu)化分配問題。當(dāng)前公路路面檢測(cè)的總體趨勢(shì)是由人工檢測(cè)向自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)發(fā)展,由破損類檢測(cè)向無(wú)損檢測(cè)技術(shù)發(fā)展,由低速度、低精度向高速度、高精度發(fā)展。常用的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)主要有以下幾種:
1.超聲波檢測(cè)技術(shù)
超聲波路面檢測(cè)技術(shù)主要是通過(guò)發(fā)射超聲波到材料介質(zhì),接收反射波的相關(guān)參數(shù),進(jìn)而判斷結(jié)構(gòu)內(nèi)部破損情況的一種新型無(wú)損檢測(cè)方法,在接收超聲波的主要參數(shù)中,最常用的是波速參數(shù),即通過(guò)檢測(cè)超聲波在路面材料中的傳播速度來(lái)分析其力學(xué)性能的方法。由于它具有激發(fā)容易、檢測(cè)簡(jiǎn)單、操作方便、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn),在路面檢測(cè)中的前景非常廣闊,現(xiàn)已成功地應(yīng)用于檢測(cè)路基路面材料的密實(shí)度與彈性模量,檢測(cè)混凝土的抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度,檢測(cè)路基路面的厚度與孔隙以及路基快速測(cè)濕等。
2.激光檢測(cè)技術(shù)
激光全息技術(shù)是激光無(wú)損檢測(cè)中應(yīng)用最早且最多的一種方法,其基本原理是通過(guò)對(duì)被測(cè)物體施加外加載荷,利用有缺陷部位的形變量與其他部位不同的特點(diǎn),通過(guò)加載前、后所形成的全息圖像的疊加來(lái)判斷材料、結(jié)構(gòu)內(nèi)部是否存在不連續(xù)性。激光超聲技術(shù)是近年無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域中迅速發(fā)展并得到工程應(yīng)用的一項(xiàng)十分引人注目的新技術(shù),在路基和路面檢測(cè)中,激光主要應(yīng)用于距離測(cè)定、紋理深度測(cè)定、彎沉測(cè)定、車轍深度及平整度測(cè)定幾個(gè)主要方面。
3.圖像技術(shù)
圖像技術(shù)包括紅外成像技術(shù)和激光全息圖像技術(shù)。紅外成像技術(shù)主要是利用不同材料介質(zhì)導(dǎo)熱性能不同的原理,利用高精度的熱敏傳感器可以檢測(cè)結(jié)構(gòu)物內(nèi)部的熱傳導(dǎo)規(guī)律和溫度場(chǎng)分布狀況,將檢測(cè)得到的數(shù)據(jù)圖像化,從而將結(jié)構(gòu)內(nèi)部狀況呈現(xiàn)出來(lái)。具有精細(xì)度高、直觀可靠、能夠給出全場(chǎng)情況等優(yōu)點(diǎn)。
4.探地雷達(dá)技術(shù)
探地雷達(dá)技術(shù)作為一種無(wú)損檢測(cè)高新技術(shù),具有精度高、圖像直觀等特點(diǎn)。探地雷達(dá)可對(duì)對(duì)象作連續(xù)檢測(cè),能比較直觀地表現(xiàn)檢測(cè)目標(biāo)物;其具有非破壞性探測(cè)、速度快、輕便小巧、抗干擾性強(qiáng)、分辨率高、操作方便等優(yōu)點(diǎn),由于探地雷達(dá)方法具有快速、連續(xù)、無(wú)損檢測(cè)的特點(diǎn),在檢測(cè)混凝土路面質(zhì)量起到了一定的作用。
二、探地雷達(dá)技術(shù)的定義及工作原理
1.探地雷達(dá)技術(shù)的定義
探地雷達(dá)是利用高頻或超高頻脈沖電磁波探測(cè)地下介質(zhì)分布的一種地球物理勘探方法。實(shí)踐表明,它可以分辨地下較淺范圍內(nèi)的介質(zhì)分布。因此,雷達(dá)方法以其特有的高分辨率,在工程地質(zhì)勘察,災(zāi)害地質(zhì)調(diào)查,公路工程質(zhì)量的無(wú)損檢測(cè),考古調(diào)查以及工程施工質(zhì)量監(jiān)測(cè)等淺層與超淺層地質(zhì)調(diào)查中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。
2.雷達(dá)病害識(shí)別的原理與方法
在道路結(jié)構(gòu)層內(nèi)部的檢測(cè)中,結(jié)構(gòu)層內(nèi)部的病害主要表現(xiàn)為如下三種形式:(l)層間脫空:瀝青面層與基層表面之間出現(xiàn)空隙,這主要是兩個(gè)層面之間施工時(shí)粘合不好或是透水性設(shè)計(jì)不當(dāng)造成的。如:有許多鉆孔資料顯示,在脫空部位常常存在lmm~2mm的灰土層,這是由于施工期間清理不完善的所造成的;另外,如果基層透水性較好,則很容易在層間形成充氣脫空;如果基層透水性不好就很可能會(huì)使面層與基層之間形成充水脫空。(2)層內(nèi)蜂窩:這主要是在施工時(shí)由于壓實(shí)度不夠造成的。若是深入了水則會(huì)形成層內(nèi)富水區(qū)。(3)地基基礎(chǔ)變形:主要會(huì)引起瀝青面層發(fā)生裂隙、脫空甚至塌陷等現(xiàn)象。由此可以看出,結(jié)構(gòu)層的病害的表現(xiàn)千差萬(wàn)別,但具體原因主要是由于空氣或水的進(jìn)入而造成的,這便成了我們應(yīng)用路面雷達(dá)進(jìn)行病害檢測(cè)的前提。
三、探地雷達(dá)無(wú)損檢測(cè)瀝青路面缺陷的具體應(yīng)用
1.瀝青路面缺陷的具體表現(xiàn)
一般情況下,瀝青路面的損壞,可以分為兩類:一類是結(jié)構(gòu)性損壞,包括路面結(jié)構(gòu)整體或其中某一個(gè)或幾個(gè)組成部分的破壞,使路面達(dá)到不能承受預(yù)定的車輛荷載;另一類是功能性損壞,它也有可能并不伴隨有結(jié)構(gòu)性損壞而發(fā)生,但由于平整性、抗滑能力等因素的下降,使其不再具有預(yù)定的使用功能,從而影響行車質(zhì)量。功能性破損一般是表面性的,易于識(shí)別,其破損原因也比較清楚。
2.結(jié)構(gòu)缺陷的基層探地雷達(dá)信號(hào)特征
根據(jù)上述分析,施工過(guò)程中基層缺陷可分為:層間分界面處出現(xiàn)松散夾層,連接性差;層內(nèi)局部孔隙度大,內(nèi)部松散;局部離析。以下就三類基層施工過(guò)程中出現(xiàn)的缺陷探地雷達(dá)信號(hào)特征結(jié)合實(shí)際資料分別研究說(shuō)明:
(1)層間連接性差的探地雷達(dá)信號(hào)特征。這種現(xiàn)象主要發(fā)生在路面基層的底界面、或基層較厚而分層鋪筑的分界面處,產(chǎn)生該類缺陷的原因往往是因?yàn)樯蠈愉佒r(shí)對(duì)下層表面處理不當(dāng)或筑料攪拌不均或出現(xiàn)離析而導(dǎo)致的,在探地雷達(dá)檢測(cè)剖面圖上呈現(xiàn)出較強(qiáng)的異常帶。鉆芯驗(yàn)證表明,一旦出現(xiàn)明顯的此類異常,按垂向分辨率理論分析,其松散夾層厚度往往大于3cm。
(2)結(jié)構(gòu)層離析的探地雷達(dá)信號(hào)特征。路面基層內(nèi)的離析部位,因鋪筑材料出現(xiàn)結(jié)構(gòu)松散,空隙度變大,空隙內(nèi)充填為相對(duì)介電常數(shù)為1的氣體,而周圍的正常密實(shí)區(qū)因密實(shí)并具有足夠的濕度,其相對(duì)介電常數(shù)遠(yuǎn)大于松散與離析部位,二者間的界面將成為很強(qiáng)的電磁波反射界面,若離析體充有飽和水,其介電常數(shù)遠(yuǎn)木周圍介質(zhì),二者間的界面仍將成為很強(qiáng)的電磁波反射界面。由此可見,只要路面基層內(nèi)存在離析,即具備開展雷達(dá)技術(shù)探測(cè)的物理前提條件,從而達(dá)到檢測(cè)路面基層內(nèi)松散與離析的目的。
(3)結(jié)構(gòu)層松散的探地雷達(dá)信號(hào)特征。這種現(xiàn)象多出現(xiàn)在橋涵兩側(cè),一般是由于下層(如墊層)標(biāo)高低于設(shè)計(jì)標(biāo)高,造成上層單層厚度超過(guò)分層碾壓厚度要求,使其因壓實(shí)度降低而引起。路面基層內(nèi)若存在局部松散(壓實(shí)度底)必然會(huì)導(dǎo)致介電常數(shù)的不同,電磁波在此發(fā)生反射,地面可接收到相應(yīng)的雷達(dá)剖面異常圖像。這種松散體界面處引起的異常幅度一般較大,判斷其邊界的定性方法為:依據(jù)在不均勻體邊界處有連續(xù)的反射波同相軸中斷或彎曲分布叉,其內(nèi)波長(zhǎng)變長(zhǎng),波幅明顯變化,反射波組特征也發(fā)生明顯變化。
通過(guò)對(duì)路面病害的實(shí)地踏勘、鉆孔取芯、探坑挖驗(yàn)及無(wú)破損檢測(cè)等手段,相互驗(yàn)證了路面病害的范圍、程度,經(jīng)過(guò)大量試驗(yàn)的驗(yàn)證,基本符合路面病害的實(shí)際狀況。
四、結(jié)語(yǔ)
總之,路面檢測(cè)與評(píng)價(jià)技術(shù)在檢測(cè)和控制施工質(zhì)量、提高公路養(yǎng)護(hù)管理科學(xué)化水平及改進(jìn)路面設(shè)計(jì)等方面都具有十分重要的地位和作用,路面檢測(cè)評(píng)價(jià)技術(shù)水平的不斷提高,對(duì)病害進(jìn)行針對(duì)性、預(yù)防性養(yǎng)護(hù),防止病害的快速發(fā)展,甚至根治這些病害,對(duì)于延長(zhǎng)道路使用壽命,降低運(yùn)營(yíng)成本有著積極的意義。③
參考文獻(xiàn):
1 高職物理教學(xué)現(xiàn)狀分析
（1）生源質(zhì)量不高。由于社會(huì)大眾普遍對(duì)職業(yè)教育的認(rèn)可度不高，再加上高職的錄取分?jǐn)?shù)線在逐年降低，高職招收的學(xué)生入學(xué)成績(jī)較低，而該院無(wú)損檢測(cè)專業(yè)又可文理兼招，因此大部分學(xué)生入學(xué)前成績(jī)不理想，高中物理和數(shù)學(xué)知識(shí)很薄弱，學(xué)生在學(xué)習(xí)物理課程中存在學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)不明確，學(xué)習(xí)興趣不濃等問題，這給物理課的教學(xué)帶來(lái)了很大的困難。
（2）物理教學(xué)內(nèi)容多、課時(shí)少，與專業(yè)課教學(xué)的銜接不夠。該校無(wú)損檢測(cè)專業(yè)開設(shè)了一年的物理課，物理學(xué)作為一門基礎(chǔ)課程，按照高等職業(yè)教育對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的要求是“必需、夠用”，教學(xué)內(nèi)容的“必需、夠用”是由專業(yè)教學(xué)計(jì)劃的整體知識(shí)結(jié)構(gòu)和能力結(jié)構(gòu)來(lái)確定的，實(shí)際教學(xué)中任課教師一般為基礎(chǔ)部的物理教師，由于他們對(duì)于不同專業(yè)對(duì)物理知識(shí)的要求缺乏了解，從而導(dǎo)致任課教師對(duì)“必需、夠用”的度把握不準(zhǔn)，往往根據(jù)課時(shí)數(shù)和經(jīng)驗(yàn)來(lái)取舍教學(xué)內(nèi)容。現(xiàn)有的高職物理課程體系和教學(xué)內(nèi)容比較陳舊，基礎(chǔ)物理的內(nèi)容比例較大，近現(xiàn)代物理的比例較小，且太注重知識(shí)體系的完整性，和其它相關(guān)學(xué)科的聯(lián)系及后續(xù)專業(yè)課程不能有效銜接，不能適應(yīng)不斷變化的專業(yè)教學(xué)的要求和人才培養(yǎng)的需求。
（3）教材與專業(yè)課程不配套。由于該校高等職業(yè)教育起步較晚，物理課程一般都沿用理工類?？平滩模狈εc之配套的能反映高職特色和專業(yè)要求的教材。
2 物理在無(wú)損檢測(cè)專業(yè)學(xué)習(xí)中的重要意義
無(wú)損檢測(cè)是一門綜合性的應(yīng)用技術(shù)科學(xué)，該技術(shù)以不損害被測(cè)對(duì)象的使用性能為前提，對(duì)各種工程材料、零部件和結(jié)構(gòu)件進(jìn)行有效地檢驗(yàn)和測(cè)試，借以評(píng)價(jià)它們的完整性、連續(xù)性、安全可靠性及某些物理性能。無(wú)損檢測(cè)技術(shù)所使用的各種無(wú)損檢測(cè)方法的原理幾乎涉及到現(xiàn)代物理學(xué)各個(gè)分支，目前應(yīng)用最廣泛的常規(guī)無(wú)損檢測(cè)方法主要是滲透檢測(cè)、磁粉檢測(cè)、渦流檢測(cè)、射線檢測(cè)、超聲波檢測(cè)。例如滲透檢測(cè)的基本原理是利用滲透液的濕潤(rùn)作用和毛細(xì)現(xiàn)象，使?jié)B透液進(jìn)入工件表面開口的缺陷，隨后被吸收和顯像。磁粉檢測(cè)是利用導(dǎo)磁金屬在磁場(chǎng)中被磁化，并通過(guò)顯示介質(zhì)來(lái)檢測(cè)缺陷特性的一種方法，鐵磁材料的工件若有缺陷就會(huì)磁化后產(chǎn)生漏磁，采用磁粉或霍爾元件可以檢測(cè)出漏磁場(chǎng)的存在，從而判斷缺陷位置、大小、形狀和性質(zhì)。渦流檢測(cè)是建立在電磁感應(yīng)理論基礎(chǔ)上，利用交變磁場(chǎng)作用在不同材料上會(huì)產(chǎn)生不同振幅和相位的渦流來(lái)檢測(cè)導(dǎo)電材料的物理性能、缺陷、結(jié)構(gòu)情況的差異。射線檢測(cè)是利用X射線、γ射線和中子射線易于穿透物體，穿透物體過(guò)程中受到吸收和散射而衰減的性質(zhì)，在感光材料上獲得與材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)和缺陷相對(duì)應(yīng)的黑度不同的圖像，從而檢測(cè)出物體內(nèi)部缺陷的種類、大小、分布狀況。超聲檢測(cè)是工業(yè)檢測(cè)中應(yīng)用最廣泛的一種方法，超聲波被用于無(wú)損檢測(cè)，如脈沖反射法，其原理是利用高頻電脈沖激勵(lì)壓電晶片，發(fā)出超聲波，通過(guò)偶合劑進(jìn)入工件，在工件中傳播如果遇到缺陷發(fā)生反射，反射波再由壓電晶片轉(zhuǎn)化成電脈沖，放大后由儀器顯示出來(lái)，根據(jù)反射波可以確定缺陷的大小和位置。
近年來(lái)隨著物理學(xué)發(fā)展，許多無(wú)損檢測(cè)新方法和新技術(shù)也獲得了迅速的發(fā)展和應(yīng)用，如聲發(fā)射、激光全息、微波、紅外線等。
由此可見學(xué)好物理是學(xué)好無(wú)損檢測(cè)專業(yè)課的基礎(chǔ)，同時(shí)學(xué)習(xí)過(guò)程中還能不斷培養(yǎng)學(xué)生的思維品質(zhì)，讓學(xué)生的邏輯性、認(rèn)知性有較大的提高，這對(duì)于學(xué)生的積極影響，是要遠(yuǎn)超課程本身的內(nèi)容。
3 無(wú)損檢測(cè)專業(yè)物理教學(xué)的改革探討
（1）提高認(rèn)識(shí)，建立科學(xué)的課程教學(xué)體系。由于物理課的教學(xué)質(zhì)量好壞會(huì)直接影響后續(xù)專業(yè)課的教學(xué)質(zhì)量，因此教研室應(yīng)對(duì)《物理學(xué)》教學(xué)有一個(gè)全面的規(guī)劃、整體設(shè)想，在物理課程教學(xué)方面真正形成一個(gè)多層次（高職三年制文理科、高職五年制構(gòu)成），多模式（理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合，分級(jí)教學(xué)與大面積教學(xué)相結(jié)合，多媒體教學(xué)與黑板教學(xué)相結(jié)合）立體化的物理課程教學(xué)體系。
（2）正確定位高職物理課程教學(xué)思想。在高職教學(xué)中開設(shè)物理學(xué)，其目的不但要讓學(xué)生掌握物理學(xué)的基礎(chǔ)理論、基本規(guī)律及一些實(shí)際應(yīng)用，而且還要培養(yǎng)學(xué)生的思維能力、用物理學(xué)知識(shí)解釋自然現(xiàn)象、分析問題、解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力，通過(guò)物理實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，使學(xué)生獲得可持續(xù)發(fā)展的能力。
（3）教學(xué)內(nèi)容的改革。針對(duì)物理學(xué)時(shí)少、內(nèi)容多、學(xué)生高等數(shù)學(xué)知識(shí)不足、基礎(chǔ)知識(shí)參差不齊等問題，決定在物理教學(xué)上實(shí)施以模塊為主的教學(xué)改革。在教學(xué)中淡化理論、注重實(shí)踐，不再保全物理內(nèi)容的系統(tǒng)性，而強(qiáng)調(diào)其應(yīng)用。該課程欲設(shè)計(jì)力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)和原子物理5個(gè)模塊，分兩學(xué)期完成。第一學(xué)期開設(shè)力學(xué)和熱學(xué)等知識(shí)；第二學(xué)期開設(shè)電磁學(xué)、幾何光學(xué)和物理光學(xué)、原子物理學(xué)等知識(shí)。力學(xué)包括運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)、振動(dòng)和波動(dòng)等內(nèi)容，對(duì)應(yīng)無(wú)損檢測(cè)專業(yè)的超聲檢測(cè)；熱學(xué)包括分子的動(dòng)理論基礎(chǔ)、液體的表面張力和毛細(xì)現(xiàn)象等知識(shí)，物理光學(xué)包括光的波粒二象性、光度學(xué)等知識(shí)，對(duì)應(yīng)無(wú)損檢測(cè)專業(yè)的滲透檢測(cè)；電磁學(xué)包括靜電場(chǎng)、穩(wěn)恒磁場(chǎng)、電磁感應(yīng)等內(nèi)容，對(duì)應(yīng)無(wú)損檢測(cè)專業(yè)的磁粉檢測(cè)和渦流檢測(cè)；原子與原子核物理學(xué)包括原子和原子核結(jié)構(gòu)理論、射線產(chǎn)生的機(jī)理、種類和性質(zhì)等知識(shí)，對(duì)應(yīng)無(wú)損檢測(cè)專業(yè)的射線檢測(cè)。
（4）積極探索教材建設(shè)。針對(duì)高職學(xué)生理論基礎(chǔ)較差這一特點(diǎn)，教研室應(yīng)選擇或編寫出適合高職檢測(cè)專業(yè)要求的物理教材。具體是要注重教材知識(shí)的合理性、基礎(chǔ)性，對(duì)基本概念、基本理論、基本方法論述要深入淺出，清楚明白；內(nèi)容編排要由易到難、循序漸進(jìn)，注重知識(shí)的連貫性和銜接性；同時(shí)還要根據(jù)檢測(cè)專業(yè)的特點(diǎn)，注重物理教材的專業(yè)性和實(shí)用性；并且還要緊跟科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，注重教材的先進(jìn)性、實(shí)踐性，增加實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的敘述。
（5）優(yōu)化教學(xué)手段、完善教學(xué)方法。教學(xué)方法采用項(xiàng)目導(dǎo)向方法為主，多種教學(xué)方法靈活運(yùn)用和體驗(yàn)性學(xué)習(xí)的方法；教學(xué)手段采用高水平的多媒體教學(xué)影片、電子教案與多媒體課件、互聯(lián)網(wǎng)的使用、實(shí)踐教學(xué)等。
