基于红外热成像技术在支挡结构无损检测中的应用研究

摘要

对已经建造的边坡支护、挡土墙结构的安全评估，质量检测等，传统的检测方法成本高、效率低，且检测过程当中存在安全隐患，寻找并实现快速、经济的检测支挡结构裂缝、内部空洞、混凝土劣化的方法，是国际和国内土木工程界急需解决的重大问题，其潜在的社会需求和经济效益是巨大的。但是由于支挡结构厚度较大，且现代用于建造支挡结构的建筑材料的钢筋混凝土具有非均匀性、各向异性等复杂特性，检测环境复杂，使得红外线热成像法无损检测技术在土木工程中，特别是支挡结构的无损检测方面不像在其他产品或结构检测中普遍。本文通过混凝土传热理论分析、有限元模拟和现场实验相结合，研究支挡结构红外线热成像法无损检测技术原理，证明了红外热成像技术可以在支挡结构无损检测中进行应用，并且得出了不同缺陷性状对表面温度场的影响。为此，主要进行了以下几方面的研究：
　　 1)根据混凝土热传导理论、热辐射理论和混凝土挡墙的热传导分析建立混凝土挡墙的热物理模型。
　　 2)建立有缺陷混凝土挡土墙结构的有限元模型，针对不同的材料、缺陷深度、外界环境条件等因素对红外线热成像检测技术的影响。
　　 3)通过摄取现场混凝土挡土墙的热图像形成数字温度场，并将实验结果和数值分析结果进行比较，证明红外检测技术在支挡结构中应用的可行性。
　　 4)寻找一种简便易行的查找混凝土挡土墙的缺陷深度的方法。