关于土木工程结构中对于损伤性结构诊断的探究

摘要：现今，随着社会的不断进步，我国的建筑业有着明显发展与提升，人们对于土木工程的关注程度也越来越高，特别是土木工程建设中的结构问题。土木工程的建设施工中，结构上的损失问题是影响其安全性能的主要因素，因为，土木工程的建设施工是一个较为漫长的时期，而土木工程的结构会由于周围环境的变化等各个因素，导致自身的使用功能的退化，从而产生一定的安全隐患。本文就土木工程建设施工中的实际情况，对其结构中的损伤性问题进行一定的探究。

关键词：土木工程；结构；损伤；诊断

任何的土木工程结构都会因为其自身使用材料的老化，周围环境因素的变化或是长期的承载等因素而具有一定的损伤，从而使得土木工程的建设施工中存在一定的安全隐患。而如果对其进行及时、有效的损伤性结构诊断，从而可以及时掌握其中的隐患问题的位置等的详细信息，并对其进行有效的维修与加固，就能在很大程度上保证其的稳定性与安全性。

另一方面，土木工程建设随着社会进步的步伐，现已与人们的生活息息相关了，对于土木工程结构的保障也关系到人们的生命财产安全问题。所以，对土木工程结构中的损伤性结构诊断的探究对于现代社会的发展也是尤为重要的。

一、土木工程结构损伤的概述

1.土木工程结构损伤的简介。

其实，从本质上说，土木工程的结构损伤就是其结构性态所发生的某些改变，而现今对于土木工程中的结构损伤的诊断，大都是通过其这种所改变的结构性态而断定其结构损伤的整体状况的。

对于土木工程的结构损伤的检测主要是损伤的指示，然后是对其结构损伤位置的寻找，最后，可根据这些确定出土木工程结构损伤的程度，从而给定其损伤的指标。

2.土木工程结构损伤的发展史。

土木工程有着一段漫长的发展历史，对于其结构损伤的诊断研究也拥有一段漫长的时期。综合世界中土木工程结构损伤的发展，我们大体可以分为三个阶段。第一个阶段是自20世纪40年代起的探索阶段，在这个阶段中，研究者们大都通过实地考察与自身经验的结合来对土木工程结构损伤进行判断，从而可以对其进行及时地修补；第二个阶段是20世纪的60到70年代，在这个阶段中，人们开始了对于土木工程结构损伤的检测方法的探究，像是物理检测、破损检测等等，并提出了较为多的评价方式，如分项评价等；而第三个阶段开始于20世纪的80年代，第三阶段中，人们对于土木工程结构损伤的诊断研究已经具有了较为完善的检测体系，并制定了一系列的相关标准与规范，还在此基础上，规范了对于土木工程结构损伤诊断的评价方法。

进入21世纪以来，随着我国经济与科技水平的不断提升，土木工程建设的规模与数量都在快速的扩大，但是，恶劣的天气状况、自然灾害等对我国的土木工程建设施工带来了较大的危害，特别是桥梁、水坝等重要的土木工程项目。所以，对于现代的土木工程的建设施工，我们要在这些不确定性的灾害来临之前，对其进行全面的诊断、检测与评估，对土木工程的结构损伤进行及时、有效的维修与加固，在牢固其安全保障的基础上，减少损失。所以，探究现代土木工程的结构损伤诊断有着重要的现实意义。

二、土木工程结构损伤的诊断方法

1.土木工程结构损伤诊断中一般的物理检测方法。

（1）传统的检测方法。

对于土木工程结构损伤的传统的检测方法，大体包含声发射检测、超声波检测等，这些检测方法大体运用于对于土木工程使用材料与其局部损伤的检测。这种传统的检测方式通常需要检测人员对土木工程结构损伤的位置等具有初步的判断与了解之后，才能对其进行检测。因此，这一检测方式常常会带有一定的主观性与局限性。

（2）静态检测方法。

土木工程结构损伤的静态检测方式一般有射线法、雷达波法等等。对于土木工程结构损伤的这一检测，与传统的检测方式在其实际的应用上有许多相同的局限性。静态检测方法同样要对结构损伤的信息有初步的了解，才能对其进行检测，而且，这一检测方法对于某些结构较为复杂的土木工程项目不具有检测的可能性。且这一土木工程结构的静态检测方法是有人工定期进行的，并不具备结构损伤检测的实时性与连续性。

（3）动态检测方法。

对于土木工程结构损伤的动态检测，其是建立于结构振动的损伤识别基础上的，其利用土木工程结构对振动的响应与其系统的动态变化来完成检测的。这一检测方法与静态检测方法相比，其以结构的物理特征变化来进行的检测，可以对较为大型的结构复杂的土木工程项目来进行整体性的检测。另一方面，其来可以利用环境模式下的结构振动方式来对土木工程的结构损伤进行实时性的检测。

但是，这一检测方法同样存在着某些缺陷，像是土木工程结构上预测性的损伤检测不灵敏、检测的精确度不高等等，这些缺陷使得，我们还需要对这一检测方式进行进一步的总结与完善。

2.土木工程结构损伤诊断中基于能力变化的检测方法。

对于这种基于能力变化的检测方法，其还分为两种方式。一种是模态应变能，另一种是能量传递比。前一种检测方式是通过对结构损伤的模态应变能的变化来判定的其位置与损伤程度的，这种方式由于其简单有效，被大量的应用于实际的检测中。而后一种检测方式是通过能力传递比，即模态传递的能量与系统的总能量的比值的变化来确定结构损伤的位置的。

但是，这两种方式都具有一定的局限性，即其极容易受到噪音的影响，但在实际的运用中，人们大都会采用多阶的模态叠加的方式，所以，其检测土木工程结构损伤的准确程度还是较高的。

3.土木工程结构损伤诊断中的神经网络检测方法。

我们都了解，生物对于信息的处理是通过其大量神经元所组成的神经网络来进行的，所以对于土木工程结构损伤的检测，研究者们模拟生物的神经网络得出了一种神经网络的检测方法。这种神经网络对于土木工程结构损伤的检测是通天其在不同状态下的反应、变化，从而对其损伤的特征进行有效的提取，并将其转化为参数建立相应的映射关系，最后对结构损伤做出诊断与评价。

这种神经网络的适应能力与环境震动的处理能力都很强，是土木工程结构损伤检测的有效方式。

三、土木工程结构损伤诊断的应用领域

1.土木工程结构的诊断可以应用于对新建设的土木工程结构的鉴定过程中，可以在一定程度上判断土木工程结构建设是否达到了相关的规范与标准。

2、对于灾后建筑物的损伤程度检测，以及结合其维修、稳固情况与其耗费资金的状况等作出的全面评价，可以为灾后各个土木工程建设项目的修复与重建提供重要的规范标准。

3、像是桥梁、水坝等重要土木工程的修建与施工等，都需要对其进行结构损伤的全面、精确的检测与评价，这样，才能对人民的生命财产安全起到充分的保障作用。

四、总结

土木工程结构的稳定性是土木工程建设、施工安全的基础保障，无效、不科学的结构损伤诊断，对于土木工程的建设有着消极的影响。所以，对土木工程结构中的损伤性结构诊断进行积极、科学的探究，是对土木工程稳定性、安全性的进一步保障。而对于结构损伤的检测方法进行分析，其都有自身的优势与劣势，所以，这对于土木工程结构的损伤性诊断要坚持长时期的、定期的检测，确保我们对其结构损伤信息的掌握程度，保证结构损伤的安全评估，并对其进行及时、有效的维修与加固，特别是像桥梁、水坝等重要的土木工程项目，从而保证人们的生命财产安全与社会的稳定发展进步。

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