压电材料在土木工程结构健康检测中的实际应用研究 ■王翼豪
要随着社会的发展以及人们生活本平的不断提高对生活环境的质量有了更高的要求，尤其是在土本工程中，对其质量以及各项性能有了更高的要求，在对主本工程速行检查时，通常是对其进行结构健联检测，在进行这明检测时，需要使用到相应的压电材料，为了使这明检测工作更好地进行，本文对压电材料在土术工程结构健事检测中的实际应用进行了研究，阐速了阻抗法检测，对波持法检测进行了分析，为我国土本工程质量检测提供了一定的依据
[关建调]压电材料土本工程结构健康检测阳抗法波动法
土木工程是社会发展中的一项重要内容，在土本工程使用的过程中，一般都需要使用50年以上，有些使用时间甚至会更长，而且，在土本工程使用的过程中，往往很本进行替换，一旦进行暂换，就会对社会造成一定的影响，而在土本工程建造时，不论质量多高，随着时间的推移，在各种因素的影响下，都会对其造成相应的影响，使其内部结构出现一定的破坏，增加了土本工程存在的隐惠，因此，在土本工程使用的过程中，就要定期的对其进行检测，使用有效的检测方法，不仅能够增如检测结果的质量，及时的发现士本工程中存在的间题，快速的对其进行修补，降低其安全惠，同时，还会减少检测的时间，提高检测的效率，因此，加强对压电材料在土本工程结构健康检测中的实际应用进行研究具有重要的意义。
阳抗法检测
1.阻抗法检测原理
在对土本工程结构健康进行检测时，阻抗法是常用的一种方法，在主本工程结构出现间题时，就会导效机械阻抗发生改变，对这一改变进行检测时，往往不能直接的进行测量，需要通过其追的手段将机械阻抗的变化情况进行测量，这种方法就是阻抗法，在压电材料中，具有一定的机电榻合性，在进行检测时，将交流电流通入到土本工程相应的部位中，当电流通过压电片时，由于压电材科具有的这一特性，款就会对压电片造成一定的影响，使其出现机械振动的现象，这时，在逆压电效应的作用下，压电片的电阻抗就发生了一定的改变，从而使其内部出现一定的电响应，根据测量出的结果，将其与土本工程正常情况下的测量结果进行对比，就可以确定土本工程内部健康是否达到标准，在检测的过程中，将PZT端进行固定，将另一端与外部结构连接，就可以根据PZT的导纳，来计算出结构的机械
阻抗，其公为(e)=ear()
Z(es)
d,，其
Z,(α)+ Z,(e)
中，Za表示PZT的机械阻抗，Zs表示土本工程结构的机械阻抗，表示正常情况下PZT沿织向的穿性模量，，表示正常情况下PZT沿横向的压电电葡常
万方数据
数，c，表示正常情况下的介电常数，8表示介电损耗角正切。如图1所示。
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图1阻抗法检测原理图
2.阻抗法检测的实际应用介绍
为了更好的了解阻抗法检测，就对不同的土本工程进行了阻抗法检测。首先是是对砖增进行检测，在砖填的不同部位选取五处不同的位置，将PZT贴片粘贴上，检测出不同阶段砖增机械阻抗的变化情况，根据机械阻抗的检测结果，就可以判断出砖填中是否出现裂缝，其次是对桥梁结构进行检测，找出桥案的关键部位，并在其上粘贴上PZT贴片，对其通入一定的电流，PZT贴片附适累会产生相应机械报动，而较远的地方机械振动不明显，因此，可以检测出桥案内部是否出现裂收；最后是对管网连接处进行检测，先将法兰进行清理，将其表面存在的污渍等进行清除，并贴上PZT贴片，在不同的混度下，PZT阻抗与混度的关系，用螺栓松动模数损伤的引发阶段，通过对压电陶资片的变化，来判断出管网连接处结构是否出现改变"，而且，在模检测的过程中，还需要采取相应的措随，尽可能的降低温度对检测结果的影响
3.阻抗法检测的优缺点
在使用阻抗法对土本工程进行检测时，其有很多的优点，首先，在进行检测的过程中，需要使用非常高的应用频率，一般最低都要高于3万HZ，更高的更会达到50万，在高工作频率的作用下，对其敏惠范围约束的效果更好，只是在压电片周围产生作用，因此，在检测时，如果土本工程的刚度、边界等发生了变化，就会有效地将其隔高，在判断结构健康出现间题的部位时，更加的准确；其次，在该种检测方法中，压电片不仅能够作为传感监，同时还可以作为驱动器，在进行检测时，就会根据自感应驱动器的原理，就会对检测系统进行一定的精尚，少压电片的使用数量；最后，在使用该种方法对土本工程进行检测时，直接对土本工程进行检测与计算即可，无需建立出相应的模型，不用了解有关士本工程结构的相关知识，使检测更如的简单，更加的便捷。
阻抗法检测具有一定优势的同时，也还存在一定的缺陷，在土本工程结构内部会存在着很多的影响因素，如钢筋上的锈违，建筑表面的孔润等，由于这些因需的存在，在使用阻抗法对土本工程进行测量时，款会对测量的结果产生一定的干扰，降低了测量结果的准确性，无法准确的判断出破坏的种类，以及破坏的程度，只能大概的对土本工程结构
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健康状况进行检划，如检测的结果出现异常，还需要使用其他的检测方式进行检测，以使出现碳坏的部位能够有效的导找出来。
、
波动法检测
波动法检测的原理
在对土本工程进行检测时，在应用压电材料的
过程中，除了可以使用阻抗法进行检测外，还可以应用波动法进行检测。在使用该种方法进行检测时，使应用了回声检测的原理，将压电材料制作或相应的传感器与接收器，然后通过信号发生器发射出一定的音波，当音波通过驱动器后，传递到检测土木工程上，根据其内部结构的不同，就会产生不同的回音，传感器就会将这些回音进行收集，将其传递到相应的信号接收监中，信号接收监会对其进行一定的处理，对信号进行解释，并通过计算机东统中相关的界面，将其体现出来，然后，根据土本工程以往的检测结果进行比较，来寻找两者之间是否存在差异，根据两者之间的差异，老判断土本工程结构是否出现月题，详情如图2所求示，
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区电器出#一区号发生# 图2改动法检测示意图
波动法检测的实际应用 2.
为了使相关人员对波动检测法具有更深的了解，能够在之后的检验中更好的进行应用，本文就对以往一些波动法检测的实际应用进行了一定的研完，在当前阶段中，为了增加交通的便捷，很多河流上都会建造一些吊桥，在吊桥中，钢索起到了称重的作用，如果吊桥中的钢索出现间题，就会增加吊桥存在的安全隐惠。因此，本文首先就阐述了波动检测法在币桥钢索中的实际应用，根据检测的结果，就可以准确的推算出钢索具有的频率与张力，使用这种检测方法，检测过程中不仅简单，而且准确度还非常的高；其次是波动法在混效土案检测中的应用，选择出相应的混凝土案，在其上面故置相应重量的质量块，通过该种方法来模报其破坏的情况，在案的两端分别粘贴上PZT贴片，一端作为动器，另一端作为传感器，对其次用波动法进行检测，在检测结果中就可以发现，放置质量块处的检测结果与未放置质量块时检测的结果具有明显的差异，面其他处的检测结果与未故置质量块使得监测结构无明显差异，可以有效的检测出混凝土案结构出现破坏的题：最后是波动法在钢筋混凝士检测中的应用，在进行这项检测时，主要检测的目标为钢筋混漫土的脱粘状态，以及铜筋的届服程度等。通过检测的结果可以发现，脱粘长度对传感器能够
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