土木工程結(jié)構(gòu)性能檢測與識別技術(shù)分析

1、    土木工程結(jié)構(gòu)性能檢測與識別技術(shù)分析    鄧永堅【摘要】本文著手于土木工程結(jié)構(gòu)的性能檢測情況，結(jié)合我國現(xiàn)階段土木工程損傷識別技術(shù)的應(yīng)用情況進(jìn)行分析，總結(jié)出土木工程識別技術(shù)在實踐應(yīng)用過程中存在的問題情況，為我國土木工程結(jié)構(gòu)性能檢測與識別技術(shù)創(chuàng)新提供理論依據(jù)?！娟P(guān)鍵詞】土木工程結(jié)構(gòu)；性能檢測；識別技術(shù)0.引言隨著我國土木工程技術(shù)的不斷創(chuàng)新與發(fā)展，土木工程結(jié)構(gòu)的性能檢測系統(tǒng)也在不斷的完善與提升，更逐漸產(chǎn)生了人工智能、信息處理及傳感器處理等新型技術(shù)應(yīng)用模式。土木工程的結(jié)構(gòu)檢測評估分析工作是提升工程施工質(zhì)量的有效手段，通過有效的結(jié)構(gòu)檢測分析，工程人員可以更

2、加準(zhǔn)確的了解工程結(jié)構(gòu)的安全性與實際質(zhì)量，為土木工程的施工建設(shè)提供確切的安全保障。1.土木工程結(jié)構(gòu)的性能檢測情況1.1土木工程結(jié)構(gòu)檢測工作的內(nèi)容（1）強度檢測是提高土木工程結(jié)構(gòu)強度及施工質(zhì)量的有效手段之一，通過對土木工程的材料強度、鋼筋配置情況以及構(gòu)建的承受能力等情況進(jìn)行檢測，有效判定土木工程的施工安全性與有效性，進(jìn)一步提升建筑物的使用性能。強度檢測如果出現(xiàn)紕漏或者疏忽情況，往往就會造成嚴(yán)重的質(zhì)量事故，因此，需要認(rèn)真對待1。（2）土木工程的結(jié)構(gòu)檢測評估分析工作還包括對工程結(jié)構(gòu)內(nèi)部的缺陷問題進(jìn)行檢測，例如，在實踐工作中對混凝土內(nèi)部的裂縫與孔洞進(jìn)行檢測，對鋼材結(jié)構(gòu)上存在的裂縫及腐蝕情況進(jìn)行檢驗與分析

3、等，通過對工程結(jié)構(gòu)內(nèi)部存在的缺陷問題進(jìn)行檢測，充分發(fā)揮了土木工程結(jié)構(gòu)檢測的積極效用，有效提高了工程結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。部分結(jié)構(gòu)檢測需要對已經(jīng)破損的工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析與調(diào)查，因此，在事故現(xiàn)場一般不允許破壞原構(gòu)件。（3）土木工程的結(jié)構(gòu)檢測工作在實踐工作中首先應(yīng)對工程材料成分進(jìn)行化學(xué)分析與檢測，例如，對混凝土、鋼材等進(jìn)行集料分析與成分分析。通過必要的檢測手段，準(zhǔn)確判定土木工程使用材料的安全性與適用性。（4）常規(guī)的外觀檢測是土木工程結(jié)構(gòu)檢測工作的核心內(nèi)容，在實施過程中主要對建筑物施工的平整度、尺寸偏差、傾斜度等因素進(jìn)行檢測，通過對土木工程的外觀施工情況進(jìn)行檢測，有效提高建筑物的外觀特性。常規(guī)外觀檢測大多都自愛現(xiàn)

4、場進(jìn)行，受施工現(xiàn)場綜合環(huán)境的影響較大2。1.2土木工程結(jié)構(gòu)檢測方法（1）遺傳算法是土木工程結(jié)構(gòu)檢測工作中的一項創(chuàng)新計算方法，具體指的是從一組隨機初始解當(dāng)中進(jìn)行搜索，以檢驗與搜索的方式準(zhǔn)確計算出整體損失的一種應(yīng)用方法。（2）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法是利用人體自然神經(jīng)系統(tǒng)及人腦來進(jìn)行抽象運算的一種檢驗方式，主要是通過人體感受器官模擬計算的方式，按照一定的連接方式獲取所需信息3。（3）模型修正法是一種利用模型進(jìn)行運算的檢驗方法，具體指的是在土木工程結(jié)構(gòu)性能的檢測過程中，利用動力試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行條件化的約束與計算，在計算過程中不斷修正模型的剛度情況，進(jìn)一步得到結(jié)構(gòu)剛度發(fā)生變化后的信息，以此準(zhǔn)確判斷出現(xiàn)實結(jié)構(gòu)與預(yù)期結(jié)構(gòu)之

5、間的損傷差異。（4）動力指紋法具體指的是從動力測試當(dāng)中來獲取包含結(jié)構(gòu)特征的信息數(shù)據(jù)，主要是通過分析結(jié)構(gòu)動力特性相關(guān)的指紋變化，以此來判斷土木工程結(jié)構(gòu)性能的真實狀況。2.土木工程結(jié)構(gòu)損傷識別工作中存在的問題情況及解決措施2.1采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評估法來解決常見的土木工程結(jié)構(gòu)評估問題人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評估方法具體指的是將工程結(jié)構(gòu)的影響因素作為評判指標(biāo)，通過對指標(biāo)信息進(jìn)行深度優(yōu)化與選擇，將這些信息作為人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入向量，促使不同工程結(jié)構(gòu)當(dāng)中的輸入向量能夠組成各不相同的輸出量值，以此實現(xiàn)完善化、綜合化的土木工程結(jié)構(gòu)分析，充分實現(xiàn)了土木工程結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)化評估與分析，為土木工程的施工建設(shè)奠定了良好的基礎(chǔ)條件。土

6、木工程結(jié)構(gòu)監(jiān)測評估人員可以采用多層前向bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來對土木工程結(jié)構(gòu)當(dāng)中的輸入向量進(jìn)行測算與統(tǒng)計，通過將這種先進(jìn)的評估與測算模式實踐應(yīng)用于施工現(xiàn)場，應(yīng)用bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對土木工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)化、準(zhǔn)確化的評估與測算，在比對函數(shù)值與指標(biāo)信息的過程中進(jìn)一步確定土木工程結(jié)構(gòu)的實際性能特點。2.2制定評估等級來準(zhǔn)確界定工程結(jié)構(gòu)的檢驗分析數(shù)值通常意義上來說，土木工程結(jié)構(gòu)的檢測方法可以分為兩種類型，即動態(tài)檢測法與靜態(tài)檢測法。動態(tài)檢測法主要對土木工程結(jié)構(gòu)的實際尺寸、強度因素以及材料彈性模量等數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)性的檢測，通過力學(xué)性能分析及可靠性分析，準(zhǔn)確判定土木工程結(jié)構(gòu)檢測的結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步提升土木工程結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量，降低

7、土木工程出現(xiàn)問題情況的幾率。針對我國現(xiàn)階段存在的土木工程結(jié)構(gòu)分析問題，相關(guān)政府部門及工程管理人員應(yīng)積極關(guān)注這些問題情況，并予以相應(yīng)的防治和完善措施，通過采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評估法來進(jìn)行工程結(jié)構(gòu)分析，使人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評估技術(shù)在實踐環(huán)節(jié)發(fā)揮出更加顯著的應(yīng)用優(yōu)勢。工程結(jié)構(gòu)評估分析人員在實踐工作中，應(yīng)制定評估等級來確定工程結(jié)構(gòu)的分析的準(zhǔn)確性。為切實保證結(jié)構(gòu)檢測評估分析的有效性與安全性，檢測人員應(yīng)將土木工程結(jié)構(gòu)的檢測狀態(tài)具體分為以下五個等級：一級：土木工程結(jié)構(gòu)的最高安全等級，工程結(jié)構(gòu)能夠完全滿足住戶的使用要求，工程內(nèi)部結(jié)構(gòu)能夠切實有效地發(fā)揮自身的效用，次要構(gòu)件功能性與外觀性優(yōu)良，在檢測過程中僅僅允許存在較小的

8、輕度缺損與誤差，在日常維護(hù)過程中只需要正常的小幅度維護(hù)即可。二級：安全等級、工程結(jié)構(gòu)性能、外觀性能等因素基本滿足住戶的要求，在檢測過程中存在局部的缺損情況。三級：土木工程結(jié)構(gòu)的安全等級、工程結(jié)構(gòu)性能以及外觀性能無法滿足住戶的要求，在檢測過程中發(fā)現(xiàn)部分功能性的缺損，功能降低、次要部位缺損嚴(yán)重的情況較多，影響住戶的正常生活。四級：土木工程結(jié)構(gòu)的安全等級、工程結(jié)構(gòu)性能以及外觀性能無法滿足住戶的要求，并又繼續(xù)惡化、拓展的趨勢，在檢測過程中發(fā)現(xiàn)工程結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部分存在功能性缺損，次要部位缺損非常嚴(yán)重，土木工程結(jié)構(gòu)應(yīng)立即停止施工設(shè)計，避免釀成嚴(yán)重的安全事故2.3提升土木工程的結(jié)構(gòu)檢測方法與檢測手段土木工程結(jié)構(gòu)

9、監(jiān)測具體指的是利用結(jié)構(gòu)系統(tǒng)特征的檢驗技術(shù)和現(xiàn)場無損傳感技術(shù)對土木工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行長期運行情況的監(jiān)測，具體是從設(shè)計、施工、竣工以及投入使用等時期進(jìn)行精確監(jiān)測，通過在整個施工階段進(jìn)行全方位的系統(tǒng)化監(jiān)測，有效提高土木工程結(jié)構(gòu)的長期使用質(zhì)量。近年來，我國部分區(qū)域逐步出現(xiàn)了嚴(yán)重的土木工程結(jié)構(gòu)施工問題，這些問題情況多于建筑結(jié)構(gòu)的運行因素有關(guān)，嚴(yán)重影響我國土木行業(yè)今后的發(fā)展與壯大，致使工程建設(shè)在具體操作過程中存在嚴(yán)重的健康安全問題。工程檢測人員應(yīng)積極加強檢測方法與檢測手段的學(xué)習(xí)，在安全檢測系統(tǒng)的過程中積極完善建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)部傳感器安裝方法，避免傳感器遭受人為因素及其他因素的干擾與損壞，確保實施無損檢測。檢測人員通

10、過原位檢測某個物理量的過程中，更應(yīng)積極采用先進(jìn)的數(shù)字化手段，利用先進(jìn)儀器對振動頻率、紅外線輻射、回彈值、超聲波速等物理量進(jìn)行檢測，提高檢測精度，避免人為因素誤差的出現(xiàn)。3.結(jié)語綜上所述，現(xiàn)階段，我國的土木工程結(jié)構(gòu)性能檢測和識別技術(shù)仍需進(jìn)一步的完善與提升，相關(guān)部門與工程管理人員應(yīng)注重高精尖監(jiān)測系統(tǒng)的研究與應(yīng)用，通過對土木工程結(jié)構(gòu)檢測系統(tǒng)進(jìn)行不斷地升級與改進(jìn)，促進(jìn)我國土木工程行業(yè)在市場領(lǐng)域獲得更加長足的發(fā)展與進(jìn)步。參考文獻(xiàn)：1彭細(xì)榮，李濤，路新瀛.通用土木工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)平臺j.工程抗震與加固改造，2010，12（09）：23-24.2馮新，李國強，周晶.土木工程結(jié)構(gòu)健康診斷中的統(tǒng)計識別方法綜述j.地震工程與工程振動，2012，23（07）：23-25.3王開鳳，張謝東.土木工程結(jié)構(gòu)損傷識