岩土工程中的无损检测技术探讨

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岩土工程中的无损检测技术探讨

摘要:在国家经济迅猛发展下,各方面基础建设速度不断加速,岩土工程施工技术获得了良好的成效,施工质量受到了保障。在岩土工程施工中,被地质情况所影响,令工程较难执行,所以,应当对岩土给予锚固加固处理,保障工程如常进行。透过加固岩土锚固,能够令岩土的状态较为稳定,保障建筑结构的稳定性、可靠性以及安全性。岩土工程锚固质量是否达标,则需通过相应检测方法给予检测。因此,无损检测技术对锚杆的完整性极为关键,对确保整体建筑工程的安全性非常关键。本文对岩土工程中无损检测技术给予分析,以便同行业参考。

关键词:岩土工程;无损检测;技术

引言

随着经济的持续发展,建筑行业的发展步入到全新的阶段,为了确保我国的经济发展,岩土工程建筑的自然条件与长期运营的一同影响下,无法避免发生损坏的现象。岩土锚固技术在矿山、桥梁、公路、水电、铁路等工程中成为关键的岩土持久性支撑体系,获得了大量的推广,不但技术比较完善,而且运用量较大。在建筑工程建设速度的持续加速中,预应力锚索在建筑岩土工程中获得良好的发展,主要用在工程区边坡加固以及地下建筑物工程的加固支护中。因为建筑工程涵盖的转接较多,施工环境比较繁琐,并且建设材料、岩土地质环境、施工技术等方面的影响,建筑岩土锚固结构系统在施工与运营使用中,一定会具有一些安全问题,存在一些不足。对建筑岩土工程的锚杆围岩支护结构体系来讲,通过诸多资料与实际工程经验可以看出,具有锚杆体自身质量不足、交接体自身质量不足、密封胶结体与锚杆体、围岩等物体之间的交接性能较差。并且,还会具有建筑岩土工程建设范围地质界面、软弱地层等恶劣因素对锚杆锚固工程质量形成的影响。由于这些问题的持续累积,显著减少建筑岩土工程的整体支护性能,还会令永久支护的岩土工程产生失效现象。透过岩土工程无损检测技术的运用,判断岩土工程的损坏状况与程度,评价出建筑工程的稳定性、持久性乃至承载力,从而为岩土工程产生异常预先给予警示,以便为建筑工程的维修与养护给予有利的根据与指导。所以,对建筑岩土工程的结构具有的不足给予检测,透过无损检测对质量给予判定,并融合实情给予分析,这也成为岩土工程人员不断分析的一个主要方面。

1岩土工程无损检测技术的意义与特征

岩土工程无损检测技术以不影响建筑工程结构或构件性能的状态下,经由对一些适宜的物理指标的鉴定,对其构件的一些性能或结构是否产生变化进行判断的检测方式。岩土工程无损检测技术是通过各种科学紧密结合而得的产物,将现代材料力学与应用物理学发展当做理论根基,并将现代电子技术与计算机发展当成测试用具。岩土工程无损检测技术远比传统检测技术更加精准、稳定,在实时性以及动态检测方面更具优势。涵盖到的技术包含了计算机技术、信号处理技术乃至传感技术,从而提高了检测的速度,并且不会损害到岩体,数据更加精准可靠。岩土工程无损检测技术的特征能够迅速检测,并且检测的过程十分直观。能够展现岩土工程内部状态,填补传统方式的欠缺。降低对检测工程的损坏。

2岩土工程中无损探测技术应用的发展状态

无损检测技术在岩土工程中的运用获得了良好的成效,显著加快了岩土无损检测技术的发展,还有些无损检测成果已经达到了国际化水准。岩土工程中无损检测技术逐步朝着标准化、规范化发展,为我国岩土无损探测技术的使用做好了铺垫,以此确保我国岩土工程的质量。我国岩土工程和发达国家对比,技术还需要提升,只有持续提升无损探测技术,才可以保障我国岩土工程技术能力的提高。可是,当前我国专业岩土无损探测人员不足,欠缺热情,会使用高级设备的人员更加稀缺,不够注重无损探测技术,老一代与新一代在理论与实践方面具有较大的差距,从而严重妨碍到岩土无损探测技术的进步。我国在分析岩土无损探测技术使用的相应书籍和文献较少,并未创建良好的质量、监督以及安全理念,可是,岩土无损害探测技术的使用极为紧迫,所以,国家应当具有主导作用,显著提升我国岩土无损探测技术使用的运行,提升知识、技术、科技的标准,与国际化接轨,并领先全球。

3岩土工程中应用无损检测技术的注意事项

岩土工程中无损检测技术的使用,应当以不损害岩土基本构造为条件。在对实际工程建设位置处的岩土给予无损检测前,应当对相同环境中的试样给予无损检测与破坏性检测,并且将无损检测结论与破坏性检测结论给予对比,明确岩土无损探测结论的评价方式与内容。必须检测试样,假如不对试样进行无损和破坏性检测,则不能确认无损检测的敏捷度与精准度,以此令岩土工程无损检测评价不具备理论支撑。并且,对于岩土无损检测而言,应当在评定质量的最佳时间执行,由于时间的差异,也会令地质环境、外界环境有所差别,以此对评定无损检测的结论带来影响。岩土工程进行无损检测时,在探测能量在遭遇被检测物时,应力波产生反射、穿透与散射等改变前后能量的差异,判定被检测物是否具有差异,可是,因为运用的探测方式有异,乃至不同岩土与其夹杂物的成分、特点不同,均会对探测精准度具有一定的影响,从而需要分析岩土无损探测技术的有效融合,真正展现技术、技能的特点,依照标准、制度展现出探测技术。

4现行的检测技术

除却当前持续建设的新岩土工程,有些建设较久的工程建筑也应当对稳固性能给予检测,并且因为岩土工程的特性,令检测技术具有较高的标准。因为技术的不断改革,传统的检测技术已经无法达到当前岩土工程的检测标准,应当制定出一个全新的检测技术运用于岩土工程中。

4.1常规检测技术

常规检测技术因为愈发无法符合当前岩土工程的质量与性能标准,所以逐步被取缔。透过量取锚杆承受压力与拉力的数据,经由固定公式给予换算,以此制定出岩土中锚杆承受力和移动状况的波动图形,依照图形的改变探究出锚杆内的性能。在我国岩土工程的发展中,通过不同岩土工程实践能够发现,常规检测法的检测目标只限于锚杆,并且对岩土工程具备一定的损害性,同时期的检测数据也属于静态形式。无法对大型工程给予动态检测。并且,常规检测法检测的数据状况仅是对锚杆状态的总结,无法展现出锚杆的所有环节,从而清晰的展现出不足之处。

4.2无损检测技术

因为常规检测运用在岩土工程中具有诸多不足之处,并且无法精准检测工程用料。在科技发展中,岩土工程需求的变化产生了无损检测技术。无损检测技术比常规检测技术更加富有优势,因此,当前已经获得了普遍运用。无损检测技术在检测锚杆时,检测的数据十分相近,并且不会损害岩土的内部结构,主要透过相关仪器给予检测,并且具备原理数据分析库与检测方法。透过无损检测锚杆,能够判定出是否完整存在于岩土内,或者哪个位置具有问题。如果锚杆具有问题,不仅能够检测出发生问题的位置,还可以检测出问题的严重程度。

5岩土工程无损检测技术的应用

5.1超声波检测技术

超声波检测技术能够检测桥梁中的孔隙,透过检测瞬间应力波原理而执行的。运用小钢球敲打混凝土表面,比较短暂的机械碰撞引发的低频应力波,传输至建筑工程构造中,之后再通过断裂层体现出来,进行反射波形态的分析,然后判定出建筑工程的空隙位置。此技术则为透过对源自不同层面的超声波给予运用,从而形成瞬间共振,检测岩土工程的裂缝与结构完善性,之后从获取信号记录内了解空隙位置。在超声波探伤内,存在透射与反射两类方式,而具备较高精准度的方式则为反射法。脉冲发射器透过探头将超声波短脉送达试件内,在回波由试件具有缺陷之处或边缘返回来时,通过信号处理器能够将幅度与传播时间体现于示波器中。掌握试件内的声速时,则能够融合示波器中的信息获得结论,也就是工程具有的不足之处与深度。超声波检测是通过其具备的穿透力,乃至其对声能强有力的聚集性特征,判定结构内是否具备质量问题。通过超声波对建筑工程给予无损检测时,大多运用高频率点振荡高压电晶体,令电压晶体压电造成机械振动而产生电波,而超声波频率大多被高频点振荡频率所判定。超声波渗入至建筑结构后,可依照结构相应传播特性判定结构规格、大小、内部结构乃至质量不足等,较为完善地掌握工程结构特性。主要用于对建筑混凝土结构乃至各种全新材料的无损检测,运用声能分析并评论检测结构的内部不足,并且还检测了抗压能力与真实承受力。

5.2光纤传感检测技术

光纤传感检测技术透过运用一些具备敏感特点的特定物理量,将外界物理量变成光信号,从而直接进行测量。在长期发展中,我国光纤技术有了迅猛的发展,而且运用在不同领域中。在岩土工程检测中也会运用光线传感检测技术,有效检测工程的诸多层面。相较于传统传感器,光线应变传感器具有的优势较多,比如光线应变传感器不会被环境所影响,不会被检测的对象所影响,即便处于易燃易爆的环境,也可以继续运转,具备较强的绝缘、抗腐蚀、抗高压特点,体积较小、重量较轻、实用性较高、进度较快,并且,还存在不同的传感器陈列形状。虽然光线应变传感器的优势较多,可是由于价格较贵,令其在岩土工程检测工作中极难被推广。

5.3低场核磁共振技术

(1)传感器的封装和保护

在不同工程当中,传感器需安装于结构表层或植入结构当中。光纤传感器较为脆弱,在施工及后续检测中较易被损坏,特别埋入式光纤传感器,如果被损坏,较难修复传感器。所以,应当依照不同工程应用,建立相关的传感器封装技术与保护方法,令传感器在各类恶劣条件下可以如常工作。当前,我国诸多学者在这方面进行了较多的实验与研究,已经构成定型产品并在工程中被运用。

(2)传感器标定

在检测应用中应当对光纤传感器给予封装保护,封装材料会吸纳一些结构应变,以此转变传感器的应变传递特征。所以,应当透过理论模型分析并判定实验而纠正错误,标定光线传感器的应变传递系数,令检测数据与工程结构的变形更为符合。

(3)温度补偿

应变与温度变化均会令FBG中心波长出现漂移,令FBG传感器对应变与温度存在交叉敏感效果,真实应用中应当通过相关的温度补偿方法。通常通过在FBG传感器旁设置特属封装、仅对温度敏感的FBG温度传感器而判断温度变化给予处理,完成传感光栅的温度补偿。源于布里渊散射的分布式光纤传感器也具有应变与温度的交叉敏感现象,应当建立相关的温度补偿设备或通过但易敏感的调制技术而完成温度和其他测量分量的正确分离。较为普遍的方式在传感光纤一侧并排铺设自由光纤,透过测量自由光纤的布里渊频移改变计算温度变动,从而完成传感光纤的温度补偿。

(4)传感器的优化设定

传感器的优化布置对工程检测而言十分关键,成为创建于完成有效检测的主要因素。传感器的优化设定应当从整体上考量工程地质环境、结构特征、功能标准以及性价比等环节,提供传感器数目与测点定位的最佳规划方案。

(5)检测数据分析

检测数据内因为多种因素形成误差,为了获得被测量的变化形势,大多应当拟合检测数据,比如通过小波分析、时间序列分析、灰色系统方式等,降低偶然误差带来的影响。并且,将GIS技术使用在工程检测内,完成数据的搜集与管理、检测结论可视化与检测信息比较和查询功能,创建融合智能化分析和决断化管理相结合的多功能管理系统。将地质与岩土工程检测及正反分析相融合,评价并预测岩土体的变形以及工程的稳定性,在指引工程设计、施工以及维护中具有十分重要的作用。

5.4探地雷达检测技术

探地雷达检测技术则为透过对10至1000MHz或较高的高频电磁脉冲波给予运用,所运用的方法为宽频带短脉冲,通过地下传输发射天线,在地下传波雷达脉冲波时,假如出现电性具有差别的介质交界面,则地下会有些雷打脉冲波的能量反馈至地面,再被接收天线所接受。此检测技术可以十分精准地检测出工程问题区域的大小、形状与深度,并且其具有的优势还存在简单的操控、高效率乃至对人力资源的节约,并且磁检测技术的检测范畴较大,不会被周遭因素影响检测的结论。此技术透过对地下介质交汇处返回的反射波给予分析,将反射波的波幅状况与反射波到达地面耗费的时间给予记录,之后融合记录结论信息详细分析工程执行地下介质的分布状况。由于此技术具备的高分辨能力,令其在检测浅层与超浅层中备受欢迎。在检测岩土工程时,大多会运用在挡土墙病害、基层厚度、基层含水量状况、基层密实性、面层厚度等方面的检测。并且,融合此技术的不同状况,还能够使用在检测工程的其他方面,比如桥梁结构、道路湿度、道路裂缝、道路材质等方面的检测。虽然在检测时,此检测技术具备良好的未来,可是由于具有较高的成本,因此仍需持续分析和推广。

6无损检测中锚杆锚固失效的分析

在诸多岩土工程实践中可以看出,锚杆失效体现方式大多集中在以下几点:首先,锚杆杆体钢筋拉断。钢筋作为围岩锚杆的关键受力体,主要给予拉力,并且因为锚杆底端的丝扣位置,时常发生几个应力一同作用,令此处产生应力融合。在应力加大至相应程度时,会令锚杆的钢筋拉断。为了避免这一问题的发生,在工程中应当多运用热处理的方式,提升钢筋的韧性,预防钢筋拉断的状况。其次,托板失效。在岩土工程中不难发现,时常会出现锚杆托板失效的状况,为了处理托板失效的问题,在工程施工时大多通过加大锚杆托班的厚度,或使用高强度钢材等提升锚杆托班抗压力的方式,提升锚固结构的总体性能。再次,围岩局部薄弱点损坏,令锚孔失效。通过诸多岩土工程实践可以看出,因为岩土围岩局部薄弱处产生了损坏,造成锚杆失效。在运用锚固锚杆技术给予岩土工程的加固支护时,因为在围岩中的薄弱处荷载发生的应力分布不均,则会在围岩薄弱处令局部发生损坏状况,以此令锚杆切向锚固力瞬时减弱乃至消失,并且锚杆的径向锚固力也会降低,造成锚固结构支护性能的显著减少,产生锚杆锚孔丧失的状况。

7结语

综上所述,岩土工程无损检测技术是通过电子技术、计算机技术、传感器技术、信号处理技术等方面发展而程的,在操作方面比较便捷、检测速度迅速,不会过于被环境所影响,不会损坏岩体,数据结论精准度较高,在建筑岩土工程的监测中具有美好的未来。当前岩土工程无损检测技术较多,可是由于其技术中还具有一些欠缺而无法在工程检测工作中获得良好的运用,所以应当对此技术给予分析并改进,透过对无损检测技术的基础理论与实际操作给予融合,持续对运用的新角度给予分析,加大检测的范畴,解决检测中发生的困难,从而不断提高技术。

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作者:王奕刚 单位:南昌城市建设投资发展有限公司