混凝土结构表面缺陷的数字图像自动识别方法研究文献综述

 2022-11-01 01:11

文献综述(或调研报告):

0、引言

混凝土是当今世界建筑结构中使用最广泛的建筑材料,包括许多大型基础设施都是用混凝土作为基本材料建设。近些年来,工程事故时有发生,一旦出现问题就会对生命财产安全带来巨大威胁。随着经济的发展和科技的进步,诸如超大跨桥梁、大型体育场馆、核电站等许多大型复杂工程结构展现在世人面前。对于这些大型混凝土结构,若直接对其结构表面缺陷进行人为的检测是一项比较艰难且耗时耗力的任务,且有一定的危险性。因此,采用客观有效的混凝土结构表面缺陷识别技术,进行缺陷的分类和损坏程度的判别,在节省大量时间的同时有效的保证了混凝土结构的正常工作。

1、混凝土结构表面检测技术概述

混凝土结构表面主要缺陷包括:混凝土表面裂缝、混凝土表面孔洞、混凝土表面麻面、混凝土表面锈蚀等。产生以上缺陷的主要原因有混凝土的脆性,抗压能力较弱,结构存在残余应力,甚至在施工初期混凝土配料的比例不准确,配料未充分搅拌均匀等缘故。其中裂缝是最常见的问题之一,但无论哪种缺陷都不可避免的对混凝土外观甚至是建筑物的功能产生影响。因此对混凝土表面缺陷检测能够更全面的了解到目前结构的性能等。

目前混凝土结构表面的常用检测技术有以下几种:目测法、超声波法、声发射法(AE)、红外热像法、光测法等。

其中目测法是最为原始的方法,无需借助其他任何介质和技术,主要是由检测人员直接在地面或者在搭建的脚手架上直接对混凝土结构进行检测记录,这种方法比较直观,但是对检测人员的安全构成了很大的威胁,并且在空间较狭隘的位置,采用此方法就有很大的局限性。

超声波检测法:超声波法是应用最为广泛的非破损检测技术,即以超声波为介质来获取物体表面信息的一种方法。其原理是利用高频的超声波(频率范围是20-250kHz),对混凝土结构进行探测,通过超声脉冲波在混凝土结构表面的反射状况来检测结构表面是否存在缺陷,并能准确地得出将其所在位置与大小。 超声波检测具有适应性强、检测灵敏度高、对人体无害等优点,目前超声波法已应用于医疗诊断、钢材探伤、鱼群探测等许多领域。

声发射法(AE):声发射是一种常见的物理现象,大多数材料变形和断裂时有声发射发生,但许多材料的声发射信号强度很弱,人耳不能直接听见,必须借助灵敏的电子仪器才能检测出来,声发射法就是用用仪器探测、记录、分析声发射信号和利用声发射信号推断声发射源的技术。但是声发射法是一种动态检验方法,不能检测到稳定存在的表面缺陷,在应用上有一定的局限性。

红外热像法:红外热像法依据被检测物体连续辐射红外线的这一物理现象,非接触式地测量通过被测物体的热量和热流来检测被测物体的一种方法。由于太阳照射后的辐射和热传导,使得缺陷处的温度分布与质量良好处的温度分布产生明显差异,利用红外热像技术通过检查混凝土结构外表面温度分布,从而判断混凝土结构表面是否存在缺陷。

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