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摘要:在國家經濟迅猛發展下,各方面基礎建設速度不斷加速,巖土工程施工技術獲得了良好的成效,施工質量受到了保障。在巖土工程施工中,被地質情況所影響,令工程較難執行,所以,應當對巖土給予錨固加固處理,保障工程如常進行。透過加固巖土錨固,能夠令巖土的狀態較為穩定,保障建筑結構的穩定性、可靠性以及安全性。巖土工程錨固質量是否達標,則需通過相應檢測方法給予檢測。因此,無損檢測技術對錨桿的完整性極為關鍵,對確保整體建筑工程的安全性非常關鍵。本文對巖土工程中無損檢測技術給予分析,以便同行業參考。
關鍵詞:巖土工程;無損檢測;技術
引言
隨著經濟的持續發展,建筑行業的發展步入到全新的階段,為了確保我國的經濟發展,巖土工程建筑的自然條件與長期運營的一同影響下,無法避免發生損壞的現象。巖土錨固技術在礦山、橋梁、公路、水電、鐵路等工程中成為關鍵的巖土持久性支撐體系,獲得了大量的推廣,不但技術比較完善,而且運用量較大。在建筑工程建設速度的持續加速中,預應力錨索在建筑巖土工程中獲得良好的發展,主要用在工程區邊坡加固以及地下建筑物工程的加固支護中。因為建筑工程涵蓋的轉接較多,施工環境比較繁瑣,并且建設材料、巖土地質環境、施工技術等方面的影響,建筑巖土錨固結構系統在施工與運營使用中,一定會具有一些安全問題,存在一些不足。對建筑巖土工程的錨桿圍巖支護結構體系來講,通過諸多資料與實際工程經驗可以看出,具有錨桿體自身質量不足、交接體自身質量不足、密封膠結體與錨桿體、圍巖等物體之間的交接性能較差。并且,還會具有建筑巖土工程建設范圍地質界面、軟弱地層等惡劣因素對錨桿錨固工程質量形成的影響。由于這些問題的持續累積,顯著減少建筑巖土工程的整體支護性能,還會令永久支護的巖土工程產生失效現象。透過巖土工程無損檢測技術的運用,判斷巖土工程的損壞狀況與程度,評價出建筑工程的穩定性、持久性乃至承載力,從而為巖土工程產生異常預先給予警示,以便為建筑工程的維修與養護給予有利的根據與指導。所以,對建筑巖土工程的結構具有的不足給予檢測,透過無損檢測對質量給予判定,并融合實情給予分析,這也成為巖土工程人員不斷分析的一個主要方面。
1巖土工程無損檢測技術的意義與特征
巖土工程無損檢測技術以不影響建筑工程結構或構件性能的狀態下,經由對一些適宜的物理指標的鑒定,對其構件的一些性能或結構是否產生變化進行判斷的檢測方式。巖土工程無損檢測技術是通過各種科學緊密結合而得的產物,將現代材料力學與應用物理學發展當做理論根基,并將現代電子技術與計算機發展當成測試用具。巖土工程無損檢測技術遠比傳統檢測技術更加精準、穩定,在實時性以及動態檢測方面更具優勢。涵蓋到的技術包含了計算機技術、信號處理技術乃至傳感技術,從而提高了檢測的速度,并且不會損害到巖體,數據更加精準可靠。巖土工程無損檢測技術的特征能夠迅速檢測,并且檢測的過程十分直觀。能夠展現巖土工程內部狀態,填補傳統方式的欠缺。降低對檢測工程的損壞。
2巖土工程中無損探測技術應用的發展狀態
無損檢測技術在巖土工程中的運用獲得了良好的成效,顯著加快了巖土無損檢測技術的發展,還有些無損檢測成果已經達到了國際化水準。巖土工程中無損檢測技術逐步朝著標準化、規范化發展,為我國巖土無損探測技術的使用做好了鋪墊,以此確保我國巖土工程的質量。我國巖土工程和發達國家對比,技術還需要提升,只有持續提升無損探測技術,才可以保障我國巖土工程技術能力的提高??墒?,當前我國專業巖土無損探測人員不足,欠缺熱情,會使用高級設備的人員更加稀缺,不夠注重無損探測技術,老一代與新一代在理論與實踐方面具有較大的差距,從而嚴重妨礙到巖土無損探測技術的進步。我國在分析巖土無損探測技術使用的相應書籍和文獻較少,并未創建良好的質量、監督以及安全理念,可是,巖土無損害探測技術的使用極為緊迫,所以,國家應當具有主導作用,顯著提升我國巖土無損探測技術使用的運行,提升知識、技術、科技的標準,與國際化接軌,并領先全球。
3巖土工程中應用無損檢測技術的注意事項
巖土工程中無損檢測技術的使用,應當以不損害巖土基本構造為條件。在對實際工程建設位置處的巖土給予無損檢測前,應當對相同環境中的試樣給予無損檢測與破壞性檢測,并且將無損檢測結論與破壞性檢測結論給予對比,明確巖土無損探測結論的評價方式與內容。必須檢測試樣,假如不對試樣進行無損和破壞性檢測,則不能確認無損檢測的敏捷度與精準度,以此令巖土工程無損檢測評價不具備理論支撐。并且,對于巖土無損檢測而言,應當在評定質量的最佳時間執行,由于時間的差異,也會令地質環境、外界環境有所差別,以此對評定無損檢測的結論帶來影響。巖土工程進行無損檢測時,在探測能量在遭遇被檢測物時,應力波產生反射、穿透與散射等改變前后能量的差異,判定被檢測物是否具有差異,可是,因為運用的探測方式有異,乃至不同巖土與其夾雜物的成分、特點不同,均會對探測精準度具有一定的影響,從而需要分析巖土無損探測技術的有效融合,真正展現技術、技能的特點,依照標準、制度展現出探測技術。
4現行的檢測技術
除卻當前持續建設的新巖土工程,有些建設較久的工程建筑也應當對穩固性能給予檢測,并且因為巖土工程的特性,令檢測技術具有較高的標準。因為技術的不斷改革,傳統的檢測技術已經無法達到當前巖土工程的檢測標準,應當制定出一個全新的檢測技術運用于巖土工程中。
4.1常規檢測技術
常規檢測技術因為愈發無法符合當前巖土工程的質量與性能標準,所以逐步被取締。透過量取錨桿承受壓力與拉力的數據,經由固定公式給予換算,以此制定出巖土中錨桿承受力和移動狀況的波動圖形,依照圖形的改變探究出錨桿內的性能。在我國巖土工程的發展中,通過不同巖土工程實踐能夠發現,常規檢測法的檢測目標只限于錨桿,并且對巖土工程具備一定的損害性,同時期的檢測數據也屬于靜態形式。無法對大型工程給予動態檢測。并且,常規檢測法檢測的數據狀況僅是對錨桿狀態的總結,無法展現出錨桿的所有環節,從而清晰的展現出不足之處。
4.2無損檢測技術
因為常規檢測運用在巖土工程中具有諸多不足之處,并且無法精準檢測工程用料。在科技發展中,巖土工程需求的變化產生了無損檢測技術。無損檢測技術比常規檢測技術更加富有優勢,因此,當前已經獲得了普遍運用。無損檢測技術在檢測錨桿時,檢測的數據十分相近,并且不會損害巖土的內部結構,主要透過相關儀器給予檢測,并且具備原理數據分析庫與檢測方法。透過無損檢測錨桿,能夠判定出是否完整存在于巖土內,或者哪個位置具有問題。如果錨桿具有問題,不僅能夠檢測出發生問題的位置,還可以檢測出問題的嚴重程度。
5巖土工程無損檢測技術的應用
5.1超聲波檢測技術
超聲波檢測技術能夠檢測橋梁中的孔隙,透過檢測瞬間應力波原理而執行的。運用小鋼球敲打混凝土表面,比較短暫的機械碰撞引發的低頻應力波,傳輸至建筑工程構造中,之后再通過斷裂層體現出來,進行反射波形態的分析,然后判定出建筑工程的空隙位置。此技術則為透過對源自不同層面的超聲波給予運用,從而形成瞬間共振,檢測巖土工程的裂縫與結構完善性,之后從獲取信號記錄內了解空隙位置。在超聲波探傷內,存在透射與反射兩類方式,而具備較高精準度的方式則為反射法。脈沖發射器透過探頭將超聲波短脈送達試件內,在回波由試件具有缺陷之處或邊緣返回來時,通過信號處理器能夠將幅度與傳播時間體現于示波器中。掌握試件內的聲速時,則能夠融合示波器中的信息獲得結論,也就是工程具有的不足之處與深度。超聲波檢測是通過其具備的穿透力,乃至其對聲能強有力的聚集性特征,判定結構內是否具備質量問題。通過超聲波對建筑工程給予無損檢測時,大多運用高頻率點振蕩高壓電晶體,令電壓晶體壓電造成機械振動而產生電波,而超聲波頻率大多被高頻點振蕩頻率所判定。超聲波滲入至建筑結構后,可依照結構相應傳播特性判定結構規格、大小、內部結構乃至質量不足等,較為完善地掌握工程結構特性。主要用于對建筑混凝土結構乃至各種全新材料的無損檢測,運用聲能分析并評論檢測結構的內部不足,并且還檢測了抗壓能力與真實承受力。
5.2光纖傳感檢測技術
光纖傳感檢測技術透過運用一些具備敏感特點的特定物理量,將外界物理量變成光信號,從而直接進行測量。在長期發展中,我國光纖技術有了迅猛的發展,而且運用在不同領域中。在巖土工程檢測中也會運用光線傳感檢測技術,有效檢測工程的諸多層面。相較于傳統傳感器,光線應變傳感器具有的優勢較多,比如光線應變傳感器不會被環境所影響,不會被檢測的對象所影響,即便處于易燃易爆的環境,也可以繼續運轉,具備較強的絕緣、抗腐蝕、抗高壓特點,體積較小、重量較輕、實用性較高、進度較快,并且,還存在不同的傳感器陳列形狀。雖然光線應變傳感器的優勢較多,可是由于價格較貴,令其在巖土工程檢測工作中極難被推廣。
5.3低場核磁共振技術
(1)傳感器的封裝和保護
在不同工程當中,傳感器需安裝于結構表層或植入結構當中。光纖傳感器較為脆弱,在施工及后續檢測中較易被損壞,特別埋入式光纖傳感器,如果被損壞,較難修復傳感器。所以,應當依照不同工程應用,建立相關的傳感器封裝技術與保護方法,令傳感器在各類惡劣條件下可以如常工作。當前,我國諸多學者在這方面進行了較多的實驗與研究,已經構成定型產品并在工程中被運用。
(2)傳感器標定
在檢測應用中應當對光纖傳感器給予封裝保護,封裝材料會吸納一些結構應變,以此轉變傳感器的應變傳遞特征。所以,應當透過理論模型分析并判定實驗而糾正錯誤,標定光線傳感器的應變傳遞系數,令檢測數據與工程結構的變形更為符合。
(3)溫度補償
應變與溫度變化均會令FBG中心波長出現漂移,令FBG傳感器對應變與溫度存在交叉敏感效果,真實應用中應當通過相關的溫度補償方法。通常通過在FBG傳感器旁設置特屬封裝、僅對溫度敏感的FBG溫度傳感器而判斷溫度變化給予處理,完成傳感光柵的溫度補償。源于布里淵散射的分布式光纖傳感器也具有應變與溫度的交叉敏感現象,應當建立相關的溫度補償設備或通過但易敏感的調制技術而完成溫度和其他測量分量的正確分離。較為普遍的方式在傳感光纖一側并排鋪設自由光纖,透過測量自由光纖的布里淵頻移改變計算溫度變動,從而完成傳感光纖的溫度補償。
(4)傳感器的優化設定
傳感器的優化布置對工程檢測而言十分關鍵,成為創建于完成有效檢測的主要因素。傳感器的優化設定應當從整體上考量工程地質環境、結構特征、功能標準以及性價比等環節,提供傳感器數目與測點定位的最佳規劃方案。
(5)檢測數據分析
檢測數據內因為多種因素形成誤差,為了獲得被測量的變化形勢,大多應當擬合檢測數據,比如通過小波分析、時間序列分析、灰色系統方式等,降低偶然誤差帶來的影響。并且,將GIS技術使用在工程檢測內,完成數據的搜集與管理、檢測結論可視化與檢測信息比較和查詢功能,創建融合智能化分析和決斷化管理相結合的多功能管理系統。將地質與巖土工程檢測及正反分析相融合,評價并預測巖土體的變形以及工程的穩定性,在指引工程設計、施工以及維護中具有十分重要的作用。
5.4探地雷達檢測技術
探地雷達檢測技術則為透過對10至1000MHz或較高的高頻電磁脈沖波給予運用,所運用的方法為寬頻帶短脈沖,通過地下傳輸發射天線,在地下傳波雷達脈沖波時,假如出現電性具有差別的介質交界面,則地下會有些雷打脈沖波的能量反饋至地面,再被接收天線所接受。此檢測技術可以十分精準地檢測出工程問題區域的大小、形狀與深度,并且其具有的優勢還存在簡單的操控、高效率乃至對人力資源的節約,并且磁檢測技術的檢測范疇較大,不會被周遭因素影響檢測的結論。此技術透過對地下介質交匯處返回的反射波給予分析,將反射波的波幅狀況與反射波到達地面耗費的時間給予記錄,之后融合記錄結論信息詳細分析工程執行地下介質的分布狀況。由于此技術具備的高分辨能力,令其在檢測淺層與超淺層中備受歡迎。在檢測巖土工程時,大多會運用在擋土墻病害、基層厚度、基層含水量狀況、基層密實性、面層厚度等方面的檢測。并且,融合此技術的不同狀況,還能夠使用在檢測工程的其他方面,比如橋梁結構、道路濕度、道路裂縫、道路材質等方面的檢測。雖然在檢測時,此檢測技術具備良好的未來,可是由于具有較高的成本,因此仍需持續分析和推廣。
6無損檢測中錨桿錨固失效的分析
在諸多巖土工程實踐中可以看出,錨桿失效體現方式大多集中在以下幾點:首先,錨桿桿體鋼筋拉斷。鋼筋作為圍巖錨桿的關鍵受力體,主要給予拉力,并且因為錨桿底端的絲扣位置,時常發生幾個應力一同作用,令此處產生應力融合。在應力加大至相應程度時,會令錨桿的鋼筋拉斷。為了避免這一問題的發生,在工程中應當多運用熱處理的方式,提升鋼筋的韌性,預防鋼筋拉斷的狀況。其次,托板失效。在巖土工程中不難發現,時常會出現錨桿托板失效的狀況,為了處理托板失效的問題,在工程施工時大多通過加大錨桿托班的厚度,或使用高強度鋼材等提升錨桿托班抗壓力的方式,提升錨固結構的總體性能。再次,圍巖局部薄弱點損壞,令錨孔失效。通過諸多巖土工程實踐可以看出,因為巖土圍巖局部薄弱處產生了損壞,造成錨桿失效。在運用錨固錨桿技術給予巖土工程的加固支護時,因為在圍巖中的薄弱處荷載發生的應力分布不均,則會在圍巖薄弱處令局部發生損壞狀況,以此令錨桿切向錨固力瞬時減弱乃至消失,并且錨桿的徑向錨固力也會降低,造成錨固結構支護性能的顯著減少,產生錨桿錨孔喪失的狀況。
7結語
綜上所述,巖土工程無損檢測技術是通過電子技術、計算機技術、傳感器技術、信號處理技術等方面發展而程的,在操作方面比較便捷、檢測速度迅速,不會過于被環境所影響,不會損壞巖體,數據結論精準度較高,在建筑巖土工程的監測中具有美好的未來。當前巖土工程無損檢測技術較多,可是由于其技術中還具有一些欠缺而無法在工程檢測工作中獲得良好的運用,所以應當對此技術給予分析并改進,透過對無損檢測技術的基礎理論與實際操作給予融合,持續對運用的新角度給予分析,加大檢測的范疇,解決檢測中發生的困難,從而不斷提高技術。
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作者:王奕剛 單位:南昌城市建設投資發展有限公司