土木工程结构性能检测与识别技术分析

邓永坚

【摘要】本文着手于土木工程结构的性能检测情况，结合我国现阶段土木工程损伤识别技术的应用情况进行分析，总结出土木工程识别技术在实践应用过程中存在的问题情况，为我国土木工程结构性能检测与识别技术创新提供理论依据。

【关键词】土木工程结构；性能检测；识别技术

0.引言

随着我国土木工程技术的不断创新与发展，土木工程结构的性能检测系统也在不断的完善与提升，更逐渐产生了人工智能、信息处理及传感器处理等新型技术应用模式。土木工程的结构检测评估分析工作是提升工程施工质量的有效手段，通过有效的结构检测分析，工程人员可以更加准确的了解工程结构的安全性与实际质量，为土木工程的施工建设提供确切的安全保障。

1.土木工程结构的性能检测情况

1.1土木工程结构检测工作的内容

（1）强度检测是提高土木工程结构强度及施工质量的有效手段之一，通过对土木工程的材料强度、钢筋配置情况以及构建的承受能力等情况进行检测，有效判定土木工程的施工安全性与有效性，进一步提升建筑物的使用性能。强度检测如果出现纰漏或者疏忽情况，往往就会造成严重的质量事故，因此，需要认真对待[1]。

（2）土木工程的结构检测评估分析工作还包括对工程结构内部的缺陷问题进行检测，例如，在实践工作中对混凝土内部的裂缝与孔洞进行检测，对钢材结构上存在的裂缝及腐蚀情况进行检验与分析等，通过对工程结构内部存在的缺陷问题进行检测，充分发挥了土木工程结构检测的积极效用，有效提高了工程结构的质量。部分结构检测需要对已经破损的工程结构进行分析与调查，因此，在事故现场一般不允許破坏原构件。

（3）土木工程的结构检测工作在实践工作中首先应对工程材料成分进行化学分析与检测，例如，对混凝土、钢材等进行集料分析与成分分析。通过必要的检测手段，准确判定土木工程使用材料的安全性与适用性。

（4）常规的外观检测是土木工程结构检测工作的核心内容，在实施过程中主要对建筑物施工的平整度、尺寸偏差、倾斜度等因素进行检测，通过对土木工程的外观施工情况进行检测，有效提高建筑物的外观特性。常规外观检测大多都自爱现场进行，受施工现场综合环境的影响较大[2]。

1.2土木工程结构检测方法

（1）遗传算法是土木工程结构检测工作中的一项创新计算方法，具体指的是从一组随机初始解当中进行搜索，以检验与搜索的方式准确计算出整体损失的一种应用方法。

（2）神经网络法是利用人体自然神经系统及人脑来进行抽象运算的一种检验方式，主要是通过人体感受器官模拟计算的方式，按照一定的连接方式获取所需信息[3]。

（3）模型修正法是一种利用模型进行运算的检验方法，具体指的是在土木工程结构性能的检测过程中，利用动力试验数据进行条件化的约束与计算，在计算过程中不断修正模型的刚度情况，进一步得到结构刚度发生变化后的信息，以此准确判断出现实结构与预期结构之间的损伤差异。

（4）动力指纹法具体指的是从动力测试当中来获取包含结构特征的信息数据，主要是通过分析结构动力特性相关的指纹变化，以此来判断土木工程结构性能的真实状况。

2.土木工程结构损伤识别工作中存在的问题情况及解决措施

2.1采用人工神经网络评估法来解决常见的土木工程结构评估问题

人工神经网络评估方法具体指的是将工程结构的影响因素作为评判指标，通过对指标信息进行深度优化与选择，将这些信息作为人工神经网络的输入向量，促使不同工程结构当中的输入向量能够组成各不相同的输出量值，以此实现完善化、综合化的土木工程结构分析，充分实现了土木工程结构的系统化评估与分析，为土木工程的施工建设奠定了良好的基础条件。土木工程结构监测评估人员可以采用多层前向BP神经网络技术来对土木工程结构当中的输入向量进行测算与统计，通过将这种先进的评估与测算模式实践应用于施工现场，应用BP神经网络对土木工程结构进行系统化、准确化的评估与测算，在比对函数值与指标信息的过程中进一步确定土木工程结构的实际性能特点。

2.2制定评估等级来准确界定工程结构的检验分析数值

通常意义上来说，土木工程结构的检测方法可以分为两种类型，即动态检测法与静态检测法。动态检测法主要对土木工程结构的实际尺寸、强度因素以及材料弹性模量等数据进行系统性的检测，通过力学性能分析及可靠性分析，准确判定土木工程结构检测的结构，进一步提升土木工程结构的整体质量，降低土木工程出现问题情况的几率。

针对我国现阶段存在的土木工程结构分析问题，相关政府部门及工程管理人员应积极关注这些问题情况，并予以相应的防治和完善措施，通过采用人工神经网络评估法来进行工程结构分析，使人工神经网络评估技术在实践环节发挥出更加显著的应用优势。

工程结构评估分析人员在实践工作中，应制定评估等级来确定工程结构的分析的准确性。为切实保证结构检测评估分析的有效性与安全性，检测人员应将土木工程结构的检测状态具体分为以下五个等级：

一级：土木工程结构的最高安全等级，工程结构能够完全满足住户的使用要求，工程内部结构能够切实有效地发挥自身的效用，次要构件功能性与外观性优良，在检测过程中仅仅允许存在较小的轻度缺损与误差，在日常维护过程中只需要正常的小幅度维护即可。

二级：安全等级、工程结构性能、外观性能等因素基本满足住户的要求，在检测过程中存在局部的缺损情况。

三级：土木工程结构的安全等级、工程结构性能以及外观性能无法满足住户的要求，在检测过程中发现部分功能性的缺损，功能降低、次要部位缺损严重的情况较多，影响住户的正常生活。

四级：土木工程结构的安全等级、工程结构性能以及外观性能无法满足住户的要求，并又继续恶化、拓展的趋势，在检测过程中发现工程结构关键部分存在功能性缺损，次要部位缺损非常严重，土木工程结构应立即停止施工设计，避免酿成严重的安全事故

2.3提升土木工程的结构检测方法与检测手段

土木工程结构监测具体指的是利用结构系统特征的检验技术和现场无损传感技术对土木工程结构进行长期运行情况的监测，具体是从设计、施工、竣工以及投入使用等时期进行精确监测，通过在整个施工阶段进行全方位的系统化监测，有效提高土木工程结构的长期使用质量。近年来，我国部分区域逐步出现了严重的土木工程结构施工问题，这些问题情况多于建筑结构的运行因素有关，严重影响我国土木行业今后的发展与壮大，致使工程建设在具体操作过程中存在严重的健康安全问题。

工程检测人员应积极加强检测方法与检测手段的学习，在安全检测系统的过程中积极完善建筑结构的内部传感器安装方法，避免传感器遭受人为因素及其他因素的干扰与损坏，确保实施无损检测。检测人员通过原位检测某个物理量的过程中，更应积极采用先进的数字化手段，利用先进仪器对振动频率、红外线辐射、回弹值、超声波速等物理量进行检测，提高检测精度，避免人为因素误差的出现。

3.结语

综上所述，现阶段，我国的土木工程结构性能检测和识别技术仍需进一步的完善与提升，相关部门与工程管理人员应注重高精尖监测系统的研究与应用，通过对土木工程结构检测系统进行不断地升级与改进，促进我国土木工程行业在市场领域获得更加长足的发展与进步。

参考文献：

[1]彭细荣，李涛，路新瀛.通用土木工程结构健康监测系统平台[J].工程抗震与加固改造，2010，12（09）：23-24.

[2]冯新，李国强，周晶.土木工程结构健康诊断中的统计识别方法综述[J].地震工程与工程振动，2012，23（07）：23-25.

[3]王开凤，张谢东.土木工程结构损伤识别研究[J].公路，2012，12（07）：33-25.