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摘要：土木工程中的无损检测技术很多，各自都有其优缺点，在选择时要根据场地、条件、材质及施工工艺，并能对缺陷的种类、性质等有充分的估计后，才能选择出合适的检测技术。
关键词：土木工程;无损检测技术;应用
本文笔者对无损检测技术及其在土木工程中的应用进行了系统回顾与总结，以提高人们对无损检测技术的认识，充分发挥无损检测技术的作用，进而促进无损检测技术的应用与发展。
一、概述
无损检测技术是一种在不损伤成品或材料的前提下进行内部缺陷评价的技术。无损检测技术的应用原理是当材料或者建筑成品内部结构存在缺陷时，对声、光、电以及磁的反应是具有一定特点的，通过对这种特异的反应可以科学的评价材料或成品内部结构的危害程度。近些年，我国土木工程无损检测技术得到了快速发展，很多单项技术都达到了国际水平[1]。通过不断地技术攻关和无损检测技术体系逐渐完善，有效的无损检测技术越来越多，像激光技术、波动分析技术、红外成像技术、雷达技术等都得到了广泛的应用。
二、静态检测技术
2.1 射线法
是利用 x 射线或γ射线以及中子射线易于穿透物体，且在穿透过程中受到吸收和散射而衰减的性质，在感光材料中获取与材料内部结构和缺陷相对应的透射相片，从而检测出物体内部的缺陷情况。这种方法的缺点是所需的设备笨重，且对建筑物有一定程度的破坏（如需要钻孔放置底片等）。而且，由于建筑物對 x 射线或γ射线的吸收问题，使得穿透深度很小而得不到广泛应用[2]。因此，这种方法对于大型建筑物或大型横梁、桥墩、水库堤坝的非破损检测效果不理想。
2.2 声发射检测法
声发射现象指的是物体因受外力或内应力的作用，在其内部缺陷处将产生应力集中而发生塑性变形，储存大量的应变能，一旦裂纹产生或裂纹扩展，部分应变能就会以瞬时弹性应力波的形式向外释放的现象。因物体内部裂纹的产生或扩展而产生的声发射现象的弹性波频率低，人们就做了大量的工作去研究如何能“听”到这些声发射现象，不仅要能“听” 到，而且要能知道在哪个地方发生、原因是什么、什么时间发生、危害有多大，这就是声发射检测。声发射技术不仅在声发射理论及数据处理方面有了大的发展，而且声发射仪也从早期的模拟式单通道声发展到目前的全数字化、全波形的多通道声发射仪。然而，由于混凝土材料自身的复杂性，依然还有很多问题未能解决，如混凝土声发射的机理、声发射信号与混凝土力学参数间的相关性、混凝土的凯赛尔效应等等。
2.3 雷达波法
工程探地雷达是用频率介于 10～2000MHz 的宽频脉冲电磁波来确定工程结构或介质分布的技术。雷达监测的工作原理是利用发射天线向受检体发射宽频带短脉冲形式的电磁波，该电磁波进入介质内部后，经内部界面反射后回到表面，再由接收电线接收回波信号。由于电磁波在介质中传播时，其路径、电磁场强度及波形随所通过的介质的电性性质及几何形态发生变化，因此反射回波携带有受检体内部结构信息，就可依据接收到的反射回波的双程走时、幅度、相位等信息对目标介质结构进行准确描述。探地雷达无损探测技术可用于混凝土内部缺陷、钢筋的分布检测，公路工程中路面结构层厚度检测，裂缝和裂缝扩展的识别。其优点是：探地雷达法可迅速对被测结构进行扫描，适用于结构物大面积快速扫测。
2.4 红外热成像检测法
20 世纪 60 年代，美国就已经开始对红外热成像技术应用进行研究，20 世纪 70 年代末，红外热成像技术已被用于诊断建筑物的热损耗、屋顶渗水、围墙缺陷以及查找路面的次表面缺陷等。我国在这方面的研究起步较晚，到 90 年代初才有学者将红外热像诊断技术和土木工程结合起来，对建筑物的热损耗、建筑材料缺陷的探测和建筑外墙施工质量等进行了初步的应用研究。红外线是介于可见红光和微波间的电磁波，它的波长范围在 0.76～1000μm 之间，而其中只有 3～5μm 和 8～14μm 的波段能很好地透过，红外探测仪正是利用这个波段来实现探测。任何高于绝对零度的物体都会辐射红外线，而物体内部存在的裂缝或缺陷会改变物体的热传导，使物体表面的温度分布不均匀。红外热成像技术是借助红外热像仪探测物体各部分辐射的红外线能量，由物体表面的温度场分布情况形成热像图来直观的显示材料、结构物等内部缺陷的一种非接触式的无损检测技术，也被称为红外扫描测试技术。它可以检测出物体内部缺陷的位置，并具有快速、非接触、大面积地扫查检测物表面，而不损伤检测物，且结果直观形象，易于实现自动化和实时观测的优点。
三、动态检测技术
动态检测技术即基于结构振动的损伤识别方法。它是利用结构的振动响应和系统动态特性参数来进行结构损伤检测。其基本原理是：结构模态参数（如固有频率、模态振型、模态阻尼等）是结构物理特性（如质量、刚度和阻尼）的函数，因而结构物理特性的改变会引起结构振动响应的改变。这种损伤探测方法属于整体检测方法，相对于前述的局部无损检测方法而言，它能够检测一些较大形体的复杂结构及其构件。目前该方法已经被广泛应用在航空、航天以及精密机械结构等方面。除了整体检测的优点外，对于石油平台、大型桥梁等大型土木工程结构，可以利用环境激励引起的结构振动来对结构进行检测，从而实现实时监测，这是很吸引人的。
结束语
总之，无损检测技术在土木工程材料和成品检测中发挥了巨大的作用，由于无损检测技术具有非破损、便捷、速度快的优点，因此它不仅在土木工程中得到了广泛的应用，它也在工业与民用建筑工程、道路工程、隧道工程以及水利水电工程中发挥重大作用。并且越来越多的新无损检测技术不断的产生，这些技术的使用有效提高了土木工程的质量。因此，我国土木工程相关单位应该进一步加强无损检测技术的研究和应用。
参考文献
[1]蒋济同，范晓义.红外热像技术在混凝土检测中的应用现状和发展趋势[J].无损检测，2011（2）：52-55.
[2]焦登文.混凝土无损检测技术应用及其发展趋势[J].商品混凝土，2009（2）：58-60.
阜新市建安建设工程专业检测站;阜新市荣源商砼有限公司，辽宁阜新 123000
关键词：土木工程;无损检测技术;应用
本文笔者对无损检测技术及其在土木工程中的应用进行了系统回顾与总结，以提高人们对无损检测技术的认识，充分发挥无损检测技术的作用，进而促进无损检测技术的应用与发展。
一、概述
无损检测技术是一种在不损伤成品或材料的前提下进行内部缺陷评价的技术。无损检测技术的应用原理是当材料或者建筑成品内部结构存在缺陷时，对声、光、电以及磁的反应是具有一定特点的，通过对这种特异的反应可以科学的评价材料或成品内部结构的危害程度。近些年，我国土木工程无损检测技术得到了快速发展，很多单项技术都达到了国际水平[1]。通过不断地技术攻关和无损检测技术体系逐渐完善，有效的无损检测技术越来越多，像激光技术、波动分析技术、红外成像技术、雷达技术等都得到了广泛的应用。
二、静态检测技术
2.1 射线法
是利用 x 射线或γ射线以及中子射线易于穿透物体，且在穿透过程中受到吸收和散射而衰减的性质，在感光材料中获取与材料内部结构和缺陷相对应的透射相片，从而检测出物体内部的缺陷情况。这种方法的缺点是所需的设备笨重，且对建筑物有一定程度的破坏（如需要钻孔放置底片等）。而且，由于建筑物對 x 射线或γ射线的吸收问题，使得穿透深度很小而得不到广泛应用[2]。因此，这种方法对于大型建筑物或大型横梁、桥墩、水库堤坝的非破损检测效果不理想。
2.2 声发射检测法
声发射现象指的是物体因受外力或内应力的作用，在其内部缺陷处将产生应力集中而发生塑性变形，储存大量的应变能，一旦裂纹产生或裂纹扩展，部分应变能就会以瞬时弹性应力波的形式向外释放的现象。因物体内部裂纹的产生或扩展而产生的声发射现象的弹性波频率低，人们就做了大量的工作去研究如何能“听”到这些声发射现象，不仅要能“听” 到，而且要能知道在哪个地方发生、原因是什么、什么时间发生、危害有多大，这就是声发射检测。声发射技术不仅在声发射理论及数据处理方面有了大的发展，而且声发射仪也从早期的模拟式单通道声发展到目前的全数字化、全波形的多通道声发射仪。然而，由于混凝土材料自身的复杂性，依然还有很多问题未能解决，如混凝土声发射的机理、声发射信号与混凝土力学参数间的相关性、混凝土的凯赛尔效应等等。
2.3 雷达波法
工程探地雷达是用频率介于 10～2000MHz 的宽频脉冲电磁波来确定工程结构或介质分布的技术。雷达监测的工作原理是利用发射天线向受检体发射宽频带短脉冲形式的电磁波，该电磁波进入介质内部后，经内部界面反射后回到表面，再由接收电线接收回波信号。由于电磁波在介质中传播时，其路径、电磁场强度及波形随所通过的介质的电性性质及几何形态发生变化，因此反射回波携带有受检体内部结构信息，就可依据接收到的反射回波的双程走时、幅度、相位等信息对目标介质结构进行准确描述。探地雷达无损探测技术可用于混凝土内部缺陷、钢筋的分布检测，公路工程中路面结构层厚度检测，裂缝和裂缝扩展的识别。其优点是：探地雷达法可迅速对被测结构进行扫描，适用于结构物大面积快速扫测。
2.4 红外热成像检测法
20 世纪 60 年代，美国就已经开始对红外热成像技术应用进行研究，20 世纪 70 年代末，红外热成像技术已被用于诊断建筑物的热损耗、屋顶渗水、围墙缺陷以及查找路面的次表面缺陷等。我国在这方面的研究起步较晚，到 90 年代初才有学者将红外热像诊断技术和土木工程结合起来，对建筑物的热损耗、建筑材料缺陷的探测和建筑外墙施工质量等进行了初步的应用研究。红外线是介于可见红光和微波间的电磁波，它的波长范围在 0.76～1000μm 之间，而其中只有 3～5μm 和 8～14μm 的波段能很好地透过，红外探测仪正是利用这个波段来实现探测。任何高于绝对零度的物体都会辐射红外线，而物体内部存在的裂缝或缺陷会改变物体的热传导，使物体表面的温度分布不均匀。红外热成像技术是借助红外热像仪探测物体各部分辐射的红外线能量，由物体表面的温度场分布情况形成热像图来直观的显示材料、结构物等内部缺陷的一种非接触式的无损检测技术，也被称为红外扫描测试技术。它可以检测出物体内部缺陷的位置，并具有快速、非接触、大面积地扫查检测物表面，而不损伤检测物，且结果直观形象，易于实现自动化和实时观测的优点。
三、动态检测技术
动态检测技术即基于结构振动的损伤识别方法。它是利用结构的振动响应和系统动态特性参数来进行结构损伤检测。其基本原理是：结构模态参数（如固有频率、模态振型、模态阻尼等）是结构物理特性（如质量、刚度和阻尼）的函数，因而结构物理特性的改变会引起结构振动响应的改变。这种损伤探测方法属于整体检测方法，相对于前述的局部无损检测方法而言，它能够检测一些较大形体的复杂结构及其构件。目前该方法已经被广泛应用在航空、航天以及精密机械结构等方面。除了整体检测的优点外，对于石油平台、大型桥梁等大型土木工程结构，可以利用环境激励引起的结构振动来对结构进行检测，从而实现实时监测，这是很吸引人的。
结束语
总之，无损检测技术在土木工程材料和成品检测中发挥了巨大的作用，由于无损检测技术具有非破损、便捷、速度快的优点，因此它不仅在土木工程中得到了广泛的应用，它也在工业与民用建筑工程、道路工程、隧道工程以及水利水电工程中发挥重大作用。并且越来越多的新无损检测技术不断的产生，这些技术的使用有效提高了土木工程的质量。因此，我国土木工程相关单位应该进一步加强无损检测技术的研究和应用。
参考文献
[1]蒋济同，范晓义.红外热像技术在混凝土检测中的应用现状和发展趋势[J].无损检测，2011（2）：52-55.
[2]焦登文.混凝土无损检测技术应用及其发展趋势[J].商品混凝土，2009（2）：58-60.
阜新市建安建设工程专业检测站;阜新市荣源商砼有限公司，辽宁阜新 123000