土結(jié)構(gòu)檢測新技術(shù)涵蓋物理、無損、化學(xué)、計算機輔助及傳感器檢測等方法，圖像處理技術(shù)，特別是深度學(xué)習，顯著提升了裂縫檢測的智能化與準確性，通過高分辨率相機采集圖像，結(jié)合去噪、增強、歸一化等預(yù)處理步驟，以及先進的特征提取算法，實現(xiàn)了高效準確的裂縫識別，鋼筋銹蝕監(jiān)測方面，半電池及自然電位法、極化電阻技術(shù)等化學(xué)方法，以及超聲波、物理成像、電磁學(xué)等物理監(jiān)測技術(shù)不斷進步，為混凝土結(jié)構(gòu)的安全評估提供了有力支持。

混凝土結(jié)構(gòu)檢測新技術(shù)

一、超聲回波法檢測內(nèi)部缺陷

超聲回波法利用超聲波在混凝土中傳播并反射的原理來檢測內(nèi)部缺陷。通過分析反射波的特性，如波幅、波速、頻率等，判斷混凝土內(nèi)部是否存在缺陷，如空洞、裂縫等。這種方法具有非破壞性、檢測深度較大、對缺陷較為敏感等優(yōu)點，在混凝土結(jié)構(gòu)檢測中廣泛應(yīng)用。

二、沖擊回聲法檢測混凝土強度

• 原理：利用超聲波脈沖在混凝土中傳播并反射，通過測量反射脈沖抵達受試表面所需的時間來確定混凝土的聲速，由于聲速與混凝土強度之間存在相關(guān)性（強度越高的混凝土聲速越快），從而檢測混凝土強度。
• 優(yōu)勢
  • 非破壞性檢測：不會對混凝土結(jié)構(gòu)造成損壞。
  • 快速簡便：檢測速度快，工作效率高。
  • 應(yīng)用靈活：可應(yīng)用于各種形貌的混凝土結(jié)構(gòu)。
• 局限性
  • 受多種因素影響：受混凝土內(nèi)部缺陷、鋼筋分布等因素影響，可能會出現(xiàn)偏差。
  • 薄結(jié)構(gòu)精度低：對于厚度較薄的混凝土結(jié)構(gòu)，檢測精度較低。
  • 空心結(jié)構(gòu)測量不準：對于空心結(jié)構(gòu)，無法準確測量混凝土強度。
• 發(fā)展趨勢
  • 技術(shù)融合：結(jié)合人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、機器學(xué)習等技術(shù)，提高檢測精度。
  • 多信道檢測：采用多信道檢測技術(shù)，獲得更全面的數(shù)據(jù)，提高檢測可靠性。
  • 小型便攜化：小型化、便攜化，提高現(xiàn)場檢測的便利性。
• 應(yīng)用方面
  • 檢測內(nèi)部缺陷：可檢測混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺陷，如裂縫、空洞、脫節(jié)等。
  • 強度評估：評估混凝土結(jié)構(gòu)強度，為結(jié)構(gòu)安全評估提供數(shù)據(jù)支持。

三、核磁共振成像檢測內(nèi)部結(jié)構(gòu)

• 原理與特點
  • MRI利用強磁場和射頻脈沖，產(chǎn)生截面圖像，顯示混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的缺陷和空洞。
  • 與傳統(tǒng)探測方法不同，MRI不受混凝土覆蓋物或鋼筋的影響，可穿透厚度達數(shù)百毫米的混凝土層。
• 無損檢測優(yōu)勢
  • 是一種無損檢測技術(shù)，不會損害混凝土結(jié)構(gòu)，使其能夠進行重復(fù)檢查和監(jiān)測。
  • 相較于破壞性檢測方法（如芯取樣），MRI提供更全面、準確的信息，同時最大限度地降低對結(jié)構(gòu)的干擾，在橋梁維護和管理中具有更高的成本效益和可持續(xù)性。
• 檢測成果方面
  • 高分辨率圖像：MRI圖像提供高分辨率的內(nèi)部結(jié)構(gòu)信息，可準確表征混凝土缺陷的大小、形狀和位置。
  • 區(qū)分缺陷類型：可區(qū)分不同類型的缺陷，如裂縫、孔洞、剝落和鋼筋腐蝕。
  • 結(jié)構(gòu)安全評估
    • 檢測結(jié)果可用于評估橋梁結(jié)構(gòu)的安全性，識別潛在風險并制定預(yù)防措施。
    • 通過量化缺陷程度和位置，有助于工程師做出明智的決策，確保橋梁的長期安全性和可靠性。
    • 定期MRI檢測可作為橋梁健康監(jiān)測計劃的一部分，及時發(fā)現(xiàn)和解決潛在問題。
  • 早期劣化檢測
    • 靈敏度能夠檢測混凝土早期劣化跡象，如微裂縫和水化不足。
    • 早期檢測可防止小問題演變?yōu)橹卮笕毕?，從而延長橋梁使用壽命并降低維護成本，有助于預(yù)測性維護，優(yōu)化資源配置并提高橋梁管理的效率。
  • 新興趨勢
    • 便攜式設(shè)備：MRI技術(shù)的進步包括便攜式設(shè)備的開發(fā)，提高了現(xiàn)場檢測的便利性。
    • 算法應(yīng)用：人工智能和機器學(xué)習算法的應(yīng)用正在增強MRI圖像的分析和解釋能力。
    • 多模態(tài)檢測：結(jié)合其他傳感器技術(shù)，如超聲波和探地雷達，可實現(xiàn)多模態(tài)檢測，提供更全面的結(jié)構(gòu)評估。

四、纖維光學(xué)傳感器監(jiān)測應(yīng)變和撓度

• 原理
  • 光纖傳感是一種基于光學(xué)原理的測量技術(shù)，利用光纖作為傳感元件，通過光纖中光的傳播特性變化來監(jiān)測被測參數(shù)。
  • 纖維光學(xué)傳感器通過將光纖本身或光纖涂層作為敏感元件，當被測參數(shù)（如應(yīng)變、撓度）發(fā)生變化時，會引起光纖中光的傳播特性（如相位、偏振、強度）發(fā)生相應(yīng)變化，從而實現(xiàn)對被測參數(shù)的監(jiān)測。
• 優(yōu)點
  • 具有體積小、重量輕、柔性好、抗電磁干擾能力強等優(yōu)點，適用于各種復(fù)雜工況下的應(yīng)變和撓度監(jiān)測。

五、紅外熱像儀檢測表面缺陷

紅外熱像儀通過檢測混凝土表面的溫度分布來識別表面缺陷。當混凝土內(nèi)部存在缺陷（如空洞、裂縫等）時，其表面溫度分布會與正常區(qū)域有所不同，紅外熱像儀能夠捕捉到這種溫度差異，從而確定缺陷的位置和大致范圍。這種方法操作相對簡便，能夠快速對較大面積的混凝土表面進行檢測。

六、電化學(xué)阻抗譜檢測鋼筋腐蝕

電化學(xué)阻抗譜技術(shù)基于電化學(xué)原理，通過測量鋼筋 - 混凝土體系的電化學(xué)阻抗譜，分析鋼筋表面的電化學(xué)狀態(tài)，從而判斷鋼筋是否發(fā)生腐蝕以及腐蝕的程度。這種方法可以在不破壞混凝土結(jié)構(gòu)的情況下，對鋼筋腐蝕狀況進行早期檢測和長期監(jiān)測。

七、無損聲發(fā)射法監(jiān)測微裂紋擴展

無損聲發(fā)射法是通過監(jiān)測混凝土結(jié)構(gòu)在受力或其他因素作用下產(chǎn)生的聲發(fā)射信號來判斷微裂紋的產(chǎn)生和擴展情況。當混凝土內(nèi)部微裂紋產(chǎn)生和擴展時，會釋放出彈性波，聲發(fā)射傳感器能夠接收到這些信號，并通過分析信號的特征（如幅度、頻率、事件數(shù)等）來評估混凝土結(jié)構(gòu)的損傷程度和發(fā)展趨勢。

超聲回波法檢測混凝土缺陷案例

沖擊回聲法檢測混凝土強度對比

核磁共振成像在橋梁檢測中的應(yīng)用

光纖傳感器監(jiān)測混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)變