结构试验与加载检测技术的发展及其应用

结构试验与加载检测技术的发展及其应用

沈淑娴 翁雨薇

湖州市公路水运工程监理咨询股份有限公司 湖州市 313000

摘要：随着我国经济的不断发展，我国的土木工程结构试验与加载检测技术也有了明显的进步。近年来，我国经济、科技得到快速的发展，纵观我国土木工程结构试验与加载检测技术的发展历史，我国的土木工程结构试验与加载检测技术历经了辛难险阻才有了今日的成果。从建国，到改革开放，再到现代化城市的发展，我国的土木工程结构试验与加载检测技术经历了跨时代的发展，其技术也得到不断的完善。尤其是近几年，我国无论是飞机，还是轮船，或者桥梁等，对结构试验与加载检测技术的实验日益增多。“结构试验”就是利用先进的设备对结构进行有效的分析、记载和测试，根据得到的数据，得出准确的结论。研究家根据大量实验得到的数据、结果进行有效的分析，可以准确的反映出各种结构性能。

关键词：结构试验；加载检测技术；发展；应用

土木工程结构试验与加载检测技术的发展，是随着我国社会主义建设和国内外高新科技的不断发展而发展的，对于结构试验的要求也与日俱增，对加载系统的输出荷载、功能全面性提出了更高的要求。目前，我国的结构试验装置已经逐渐不能满足我国高层建筑的需要。本文就我国结构试验的发展史进行论述。

一、加载试验装置的现状

随着土木工程中大型复杂结构的不断涌现，土木工程结构实验学的重要特点之一是其研究对象的足尺模型往往也是最终产品[1]。对于高层建筑来说，如果将模型做得很小，即模型比例太小，对于地震模拟失真情况尤其严重。同时小比例模型由于几何尺寸的传统的相似律是在弹性范围内获得的，因而在结构的非弹性性能分析方面已显示出一些不足。由此可见，对建筑物构件的大比例模型进行地震模拟试验意义重大。当遭受强烈地震作用时，钢筋混凝土框架柱的震害一般比梁严重，由于框架柱的破坏而对建筑物造成不可再修复的损坏甚至导致建筑物倒塌也时有发生。同时框架柱遭受破坏后，修复工作也比较困难，对结构整体安全性影响也较大。因此对于柱的抗震可靠度，在设计中需认真考虑。为了研究大型钢筋混凝土结构柱抗震性能，测试在模拟重力荷载和地面运动作用下大型钢筋混凝土结构柱的性能，科学家们研发了各种不同的地震模拟试验加载系统。

二、岩土工程的实验与测试

我国的结构试验与加载检测技术经过长时间的发展，已经取得了长足的进步。主要有从建国初期到改革开放前期的复兴阶段。近年来，我国的岩土工程得到长足的发展。在岩土工程的施工过程中，将会受到地理因素的影响，所以施工单位应该采取合理的技术进行检测。由于我国的结构试验与加载检测技术发展时间不够长，不能及时跟上社会发展的步伐，所以我国需要加快结构试验与加载检测技术的发展，不断完善其中存在的问题，近而保证工程的质量。岩土工程施工过程中具有很高的要求，一般情况下，需要具有操作区域性、施工隐蔽性、测试不确定性等特点。通过对实验结果的不断分析，可以有效的得到工程施工中需要用到的参数，近而有效的提高工程效益。岩土工程的测试有很多，我们主要以岩土力学实验、原型测试、室内土工实验、原位检测技术等进行分析。

1、在岩土工程中实施有效的监测措施。岩土工程的现场监测，就是以工程实际作为监测的对象，在工程施工过程中，对岩土土体以及工程地质结构等进行应力变化等实施的监测。实施现场监控需要事先在工程岩土土体、周围环事中设定观测监控的点位，还应该设定一定的时间间隔。其主要的监测内容包括以下方面：（1）在施工的过程中，对岩土受到施工作用进行检测，并测定各项荷载力的大小，并检测在各类荷载的作用下，岩体的反应性状；（2）对工程施工、运营过程中结构物进行监测；（3）在工程施工过程中一定会对周围的环境等造成影响，现场监测还包括对环境影响程度的监测，包括对周围地基加固性质进行检验等。

2、岩土工程测试与检测中的原型试验。在岩土工程测试与检测中，原型试验尤为重要，其主要是对工程地下实际的结构物进行实验，分析其荷载能力等，常见的有工程桩基础测试与检验。桩基础是整个工程的基础性工作，关系着工程建筑物的稳定性，但是桩基础在施工中隐蔽性很强，其质量问题不易被发现，所以必须进行桩基础的测试工作，保证桩基础质量稳定安全。最常见的桩基础测试有对基桩的低应变、静载、钻芯检测试验，通过对基桩检测试验结果，就能分析桩基础的质量情况，包括其承受的荷载能力、桩身的完整性、是否出现孔洞、离析现象等。

3、岩土工程测试与检测中室内土工试验。岩土工程室内土工实验包括对土质矿物分析实验、物理化学分析实验、力学分析实验。在岩土工程中，矿物与化学分析实验应用很少。测定土质中石膏、难溶性盐酸钙、易溶性盐的含量、测定土中的离子交换量以及酸碱度等都属于化学分析实验的范畴。在矿物分析实验中，需要测定土中粘土矿物类型，另外，还需要用化学分析的手段，物理分析的手段在判定矿物类型中也发挥着重要的作用，比如差热分析、X射线衍射分析等都属于物理分析法。在室内土工实验中，粒径分析是其中重要的的一种，通过粒径分析可以绘制出图样粒径曲线分布，一次对土质进行分类，具体的实验分析方法为：首先将一定量的土进行烘干碾散，然后进行过筛，并称量其重量，从而确定每一种粒径范围内的粒重比数。其中，粒径范围小于 2 毫米的土团，应该在水中充分的浸润分散后，用 0.1 到 2.0 毫米的细筛进行筛分；对于粒径小于 0.1 毫米的细粒土，可以通过比重计法或者移液管法来测定其粒径的含量。

4、岩土工程测试与检测中的原位测试技术。原位测试是岩土工程测试中关键的一部分，主要是指利用相应的测试方法对工程地基土的物理以及化学性质进行测定，过程中必须基本保持工程原有的天然结构，保持地基土中含水量以及应力作用。有些岩土工程的情况较为复杂，主要体现在其地质条件，结构、承受荷载的特点等方面。这类复杂的岩土工程，很难通过理论分析的手段计算出工程土体应力等的变化规律，也很难在室内进行模拟工程特点，所以这些有关的参数数据由原位测试实验提供。根据实验的用途不同，可以将原位实验分成两种，其中包括可以为工程施工提供反演分析的原位实验以及可以得到实际参数的原位实验。

由于我国科技的不断发展，传统的结构实验和夹在检测技术纷纷失去其应用价值。所以研究单位应该加大对结构试验与加载检测技术的研究力度，对国外的先进技术进行不断的引进和吸收，不断发展新型的、我国独有的结构试验与加载检测技术。例如：虚拟仪器、柔性测试技术和网络技术等。通过对国外先进技术理念的引进，我国加快了对结构试验与加载检测技术的发展进度，并逐渐形成了我国独有的结构试验与加载检测技术。同时，我国应该对土木工程结构进行制定相关的规范，来明确土木工程结构实验的标准，使我国的土木工程结构试验的质量不断提高。

综上所述，我国的土木工程结构试验与加载检测新技术的发展史比较忐忑。无论是刚起步的艰辛，还是发展过程中遇到的困难，都是令人深思的。近年来，虽然我国的土木工程结构试验与加载检测新技术得到长足的进步，但是由于我国的土木工程结构试验与加载检测新技术发展时间还不够久，还有很多不足之处，所以我们对未来的土木工程结构实验和加载检测新技术提出了新的要求，以便我国结构试验与加载检测新技术更快的发展。

参考文献：

[1] 龚思礼，马宏旺,赵国藩.钢筋混凝土柱抗震可靠度分析[J] .工业建筑,2019,31(10):58—61

[2] 高振世,朱继澄.建筑结构钢框架模型结构的损伤诊断[J] .天津大学学报，2018 ，02.

[3] 张 波，易伟建，何庆锋.工程结构试验数据库模型设计研究[J] .湖南大学学报，2019.26.