建筑混凝土強(qiáng)度檢測(cè)方法

建筑混凝土強(qiáng)度檢測(cè)方法研究摘要：結(jié)合在混凝土強(qiáng)度無損檢測(cè)方面取得的一些研究成果，從基礎(chǔ)理論、檢測(cè)儀器、檢測(cè)方法、數(shù)據(jù)處理4個(gè)方面對(duì)其進(jìn)行了詳細(xì)的分析和說明，指出采用多種檢測(cè)方法的綜合法是混凝土強(qiáng)度無損檢測(cè)未來發(fā)展的主要趨勢(shì)，而更有效、精度更高的數(shù)據(jù)處理方法同樣是以后研究的主要方向。

關(guān)鍵詞：無損檢測(cè)；混凝土；綜合法；數(shù)據(jù)處理

混凝土強(qiáng)度無損檢測(cè)根據(jù)其原理可分為半破損法、非破損法、綜合法［1］。常見的主要有回彈法、超聲法、拔出法、鉆芯法、超聲回彈綜合法等。與其他方法相比，在綜合法的研究方面取得了很大進(jìn)展，這表明綜合法將是以后檢測(cè)方法的主要研究方向。而在數(shù)據(jù)處理及評(píng)定技術(shù)方面最新的研究主要有：利用逆回歸模型引入?yún)^(qū)間估計(jì)，引入了在非線性數(shù)據(jù)分析領(lǐng)域比較成熟的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ann）技術(shù)等。

1混凝土強(qiáng)度無損檢測(cè)基礎(chǔ)理論研究現(xiàn)狀

混凝土強(qiáng)度無損檢測(cè)方法必須建立在混凝土的強(qiáng)度與適當(dāng)物理量之間的相互關(guān)系的基礎(chǔ)上。為了尋找與混凝土強(qiáng)度密切相關(guān)，而又能在結(jié)構(gòu)或構(gòu)件上用無損方法直接測(cè)量的物理量，往往采用回歸法和演繹法。與回歸法相比，演繹法具有更好的普適性，但由于以往對(duì)強(qiáng)度與物理量的關(guān)系研究較少，目前用的較多的仍然是前一種方法。近年來，基礎(chǔ)科學(xué)的發(fā)展，為混凝土性能與物理量之間理論關(guān)系的研究奠定了基礎(chǔ)。

目前，常用的無損檢測(cè)強(qiáng)度方法多是通過混凝土應(yīng)力應(yīng)變性質(zhì)或密實(shí)度和空隙率來推算混凝土強(qiáng)度。因此，必須建立混凝土應(yīng)力應(yīng)變性質(zhì)及空隙率與強(qiáng)度的理論關(guān)系。到目前為止，從已經(jīng)取得的理論方面的研究成果我們可以了解到，混凝土強(qiáng)度不但是彈性性質(zhì)的函數(shù)，而且還是塑性性質(zhì)和實(shí)驗(yàn)條件的函數(shù)，要提高無損檢測(cè)精度，必須同時(shí)反映這兩個(gè)因素。同時(shí)研究結(jié)果還表明，要用材料密度或空隙率指標(biāo)測(cè)定混凝土強(qiáng)度時(shí)，雖然空隙率是強(qiáng)度的主要影響因素，但僅僅反映空隙率是不夠的，還必須把材料潛在強(qiáng)度和孔結(jié)構(gòu)作為重要參考因素，才能提高檢測(cè)精度，從而為某些以空隙率為推算強(qiáng)度依據(jù)的無損檢測(cè)方法，如射線法、滲透法等，指明了方向。雖然基礎(chǔ)理論的研究難度大、見效慢，近年來對(duì)其研究較少，但它是無損檢測(cè)技術(shù)總體研究中不可缺少的組成部分，應(yīng)給予足夠的重視。

2檢測(cè)儀器研究現(xiàn)狀

隨著測(cè)試方法和電子技術(shù)的發(fā)展，無損檢測(cè)儀器也發(fā)展到了一個(gè)新的水平。目前，國(guó)內(nèi)外關(guān)于檢測(cè)儀器的研究主要有以下趨勢(shì)：傳感系統(tǒng)多樣化、儀器智能化、專用化、小型化、一體化、集約化。檢測(cè)儀器的研究同時(shí)也是無損檢測(cè)技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)，目前我國(guó)電子工業(yè)發(fā)展水平足以提供各種先進(jìn)儀器，但如何將電子技術(shù)與檢測(cè)技術(shù)緊密結(jié)合起來，卻是目前有待解決的問題。

3混凝土強(qiáng)度無損檢測(cè)方法研究現(xiàn)狀

近年來，對(duì)混凝土強(qiáng)度無損檢測(cè)方法的研究取得了一定進(jìn)展，下行了抗壓強(qiáng)度檢測(cè)。結(jié)果表明，回彈法可以用于再生混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)［3］。并且，通過采用多種回歸模型進(jìn)行比較分析，得到了再生混凝土統(tǒng)一測(cè)強(qiáng)曲線公式。定量分析表明，其測(cè)試精度滿足混凝土質(zhì)量控制要求。同時(shí)為了反映再生粗骨料取代率的影響，研究人員還給出了按再生粗骨料取代率分類的測(cè)強(qiáng)曲線及回歸方程。最后，對(duì)比了再生混凝土與普通混凝土全國(guó)統(tǒng)一曲線。結(jié)果表明，再生混凝土的表面硬度小于普通混凝土，但其隨抗壓強(qiáng)度增加的速度快于普通混凝土。同時(shí)，在預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土壓力管道的檢測(cè)中對(duì)回彈法進(jìn)行了嘗試性的應(yīng)用。經(jīng)綜合對(duì)比分析，證明回彈法可以用于管道混凝土強(qiáng)度的檢測(cè)［4］。但是，目前采用回彈法測(cè)試管道強(qiáng)度還處于嘗試階段，不能真正解決實(shí)際的工程問題。另外，對(duì)回彈法的修正研究也較活躍，目前主要是利用鉆芯法對(duì)回彈結(jié)果進(jìn)行修正，也有學(xué)者認(rèn)為用鉆芯法修正回彈法可看成是鉆芯－回彈綜合法。

3.3綜合法研究現(xiàn)狀

所謂綜合法就是采用兩種或兩種以上的無損檢測(cè)方法，獲取多項(xiàng)物理參量，并建立強(qiáng)度與多項(xiàng)物理參量的綜合相關(guān)關(guān)系，以便從不同角度綜合評(píng)價(jià)混凝土強(qiáng)度。由于綜合法采用多項(xiàng)物理參數(shù)，能較全面地反映構(gòu)成混凝土強(qiáng)度的各種因素，且還能抵消部分影響強(qiáng)度與物理量相關(guān)關(guān)系的因素，因而它比單一物理量的無損檢測(cè)方法具有更高的準(zhǔn)確性和可靠性。目前常用的綜合法有超聲－回彈綜合法、鉆芯－回彈綜合法等，其中超聲－回彈綜合法已在我國(guó)廣泛應(yīng)用，并已制定相應(yīng)的技術(shù)規(guī)程（cecs02：08）。近年來，隨著對(duì)檢測(cè)結(jié)果的要求不斷提高，綜合法越來越受到人們的重視。目前，利用超聲－回彈綜合法不僅可以檢測(cè)負(fù)溫混凝土強(qiáng)度［5］，預(yù)測(cè)混凝土的早期強(qiáng)度［6］，甚至可以用來評(píng)定凍融混凝土抗壓強(qiáng)度。鉆芯－回彈綜合法則在檢測(cè)已有結(jié)構(gòu)混凝土和商品混凝土方面有較好的應(yīng)用，同時(shí)，在對(duì)鉆芯－回彈綜合法中的修正系數(shù)的研究中發(fā)現(xiàn)，其服從對(duì)數(shù)正態(tài)分布，這一結(jié)果為在實(shí)際工程中剔除異常數(shù)據(jù)提供了相應(yīng)的理論依據(jù)。而目前關(guān)于綜合法的其他研究還有“回彈－超聲－拔出”綜合法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度，鉆芯拉剝法現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)修補(bǔ)混凝土黏結(jié)強(qiáng)度等。為了更好地了解各種常用檢測(cè)法的發(fā)展現(xiàn)狀，表1對(duì)其進(jìn)行比較說明。

4數(shù)據(jù)處理研究現(xiàn)狀

4.1數(shù)據(jù)融合思想及以逆回歸模型為基礎(chǔ)的區(qū)間估計(jì)

為了進(jìn)一步提高檢測(cè)結(jié)果的精度，使回彈法的推定結(jié)果成為工程驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，最新的研究不僅引入了數(shù)據(jù)融合思想及逆回歸模型，還利用置信檢驗(yàn)理論給出了在一定置信度下的建筑結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度的置信區(qū)間，并給出了混凝土強(qiáng)度的合格和不合格的判定標(biāo)準(zhǔn)，形成了逆回歸回彈法檢測(cè)建筑結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度的新體系。與傳統(tǒng)的回歸模型和點(diǎn)估計(jì)方法相比，新的方法不僅能提高檢測(cè)結(jié)果的精度且更符合工程實(shí)際，并能對(duì)混凝土強(qiáng)度作出定量化的判斷。

4.2人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ann）技術(shù)

鑒于回歸法在分析混凝土強(qiáng)度無損檢測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)存在局限性，最新的研究在處理數(shù)據(jù)時(shí)引入了在非線性數(shù)據(jù)分析領(lǐng)域比較成熟的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ann）技術(shù)。結(jié)果表明ann適合處理這類數(shù)據(jù)，并在一些方面補(bǔ)充了回歸法的不足。此外，回歸法中難以處理的高維數(shù)據(jù)，反可以成為ann改善誤差的一種途徑。因此，ann的引入將使混凝土強(qiáng)度無損檢測(cè)數(shù)據(jù)分析中可以增加新的相關(guān)變量，以便更深入或更廣泛地考察混凝土強(qiáng)度無損檢測(cè)及其數(shù)據(jù)處理的有關(guān)問題。但是，目前ann在混凝土強(qiáng)度無損檢測(cè)數(shù)據(jù)處理方面的應(yīng)用較少，還存在一些問題，需進(jìn)一步完善。其處理結(jié)果可為回歸法處理結(jié)果提供參考和補(bǔ)充。

5結(jié)束語

（1）從目前的研究成果來看，綜合法由于自身的優(yōu)點(diǎn)，已成為研究的主要方向。隨著人們對(duì)檢測(cè)技術(shù)要求的進(jìn)一步提高，相信綜合法將是混凝土強(qiáng)度無損檢測(cè)未來發(fā)展的主要趨勢(shì)。

（2）在數(shù)據(jù)處理方面，隨著對(duì)檢測(cè)結(jié)果精度要求的不斷提高，利用傳統(tǒng)的回歸模型和點(diǎn)估計(jì)方法有時(shí)很難達(dá)到我們的要求。因此，尋找更有效、精度更高的數(shù)據(jù)處理方法是以后研究的主要方向。

參考文獻(xiàn)：

［1］新編混凝土無損檢測(cè)技術(shù)編寫組.新編混凝土無損檢測(cè)技術(shù)（應(yīng)用新規(guī)范）［s］.北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2002.

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abstract:onthebasisofrecentresearchachievementsinconcretestrengthnondestructivetng,thepapergivesadetailedanalysisandexplanationsfromfouraspects——basictheory,tnginstruments,testingmethodsanddataprocessingandpointsoutthatsynthesismethodistaintrendinconcretestrengthnondestructivetestin