物探方法在古建筑无损检测中的探讨
开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇物探方法在古建筑无损检测中的探讨范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！
摘 要：鉴于古建筑墙体的特殊性，对墙体无损检测变得异常重要。总结国内外建筑物探伤研究成果，研究了超声波和电磁法的探测机理。借鉴直流电法相关原理，提出采用直流电法进行建筑物探伤的可能性。
关键词：古建筑；无损检测；超声波法；电磁波法；直流电法
引言
古建筑作为文化信息的重要载体，对于研究我国历史文明和文化传承有着极其重要的作用。在古建筑修复过程中，考虑到古建筑的特殊性，在对古建筑进行检测时必须避免二次的人为破坏，无损检测是目前采取的主流方法。目前主流的无损检测方法主要有超声波法、地质雷达法等。因此，文章将重点讨论弹性波法以及电磁法在建筑物墙体检测中的应用，同时也探讨了直流电法在无损检测方面应用的可能。
1 超声波法探测机理
对墙体进行无损检测中通常使用超声波。在勘探过程中，使用超声仪向待测的物体发射一束或者多束超声波，当超声波经过待测物体之后，通过接收器接收此类信息，该信息便携带了关于物体内部介质以及内部质量的相关信息（走时，波幅、频率、相位等），经过后期的资料处理，解释人员便能更为直接的了解到被测物体内部介质速度分布范围，缺陷以及裂缝等的分布情况。
利用超声波进行无损探伤的依据是：
（1）当声波遇到尺寸较小的缺陷时，会产生绕射波，根据接收到的波场变化，可以大致判断缺陷的位置以及规模。
（2）当声波遇到缺陷断面的时候，根据波反射的原理，可以知道波的幅度会发生变化，资料处理人员经过后期的资料处理能判断缺陷的位置以及发育程度。
（3）后期的资料处理过程中，存在缺陷的墙面所采集的信号的主频会发生明显变化，处理人员通过与背景频谱进行对比，能判断墙面是否存在缺陷。
2 地质雷达无损探测原理
当介质的介电常数与背景值存在差异时，地质雷达便能发挥作用。通过地质雷达向地下发射宽频带、短脉冲的高频电磁波，通过地下介质的反射，然后被接收天线进行接收。根据电磁理论可知，电磁波在地下传播的过程中，如果遇到不同电性介质交界，就会产生不同程度的反射，反射系数根据电性差异而定。处理人员根据采集的电磁信号，对资料进行合理的处理，从而获得各个测区的剖面图。使用探地雷达有诸如高分辨率、高效率等优点。但同时探地雷达也有如下的局限性：
（1）采用高频电磁波进行探测，在高导介质中传播具有较大的衰减，限制雷达波的穿透能力。由于不同频率的趋肤深度不同，在探测过程中，高频成分衰减严重，低频成分衰减较少，探测中会降低探测的分辨率。
（2）探地雷达采用电磁波进行探测，电磁波在地下受多个参数的影响，包括电阻率、导磁率以及介电常数等。其中，介电常数对电磁法勘探影响较大，这给后期的资料处理带来了多解性，解释人员不能有效判断引起电磁场变化的具体原因。
（3）自然界中，水对电磁法探测具有很大的影响。此外，尽管采用高频电磁波进行探测，具有较高的分辨率。但目前在实际的应用过程中还存在许多尺度的介质问题，以上的问题也限制了地质雷达的更深更广泛的应用。
理想中的裂缝分为垂直裂缝、平行裂缝以及斜裂缝，斜裂缝属于垂直裂缝以及平行裂缝的中间状态。因此本章主要讨论对于平行裂缝以及垂直裂缝的探测，墙体中裂缝处于非填充以及半填充的状态，因此可将裂缝视为高阻脉状体，结合直流电法的各种分支方法，提出使用综合直流电法对裂缝进行探测。文章主要谈论中间梯度法以及联合剖面法对裂缝的探测。各方法的理论原理如下：
作为直流电法的一种，中间梯度法装置即在较大的距离上固定供电电极AB，使得AB中间产生近似的均匀电场，在均匀电场范围中不断移动测量电极MN，测得测量电极之间的电位差ΔUmn，并利用公式（1）和（2）计算得到视电阻率ρs值，从而了解该测区内地下电阻率的变化情况和变化范围，了解测区范围内电性异常体的分布情况。目前，采用中间梯度法在采空区的探测中取得了许多良好的效果。运用中间梯度法的这一特点，我们也能对直立的裂缝进行相应的探测。
联合剖面法的也是以异常体与周围岩石的电性差异为基础，通过研究电场的分布规律，来达到勘探目的的一种方法。对于直立的低阻体以及倾角较小的高阻体反映明显。基于联合剖面法的这一特点，我们能对平行的裂缝进行相应的探测。目前联合剖面法在探测直立的低阻矿脉中也已经取得了良好的探测效果。
4 结束语
与一般的墙体检测不同，古建筑检测有其独特之处。首先古建筑中灾害发育较多，且灾害规模不同，因此使用单一的物探方法很难完全将各种灾害完全检测出来，必须运用多种物探手段进行综合检测，做到对各种灾害体的识别。同时由于古建筑的建筑材料与现代建筑材料的不同，因此在对探测仪器进行参数设置时，不能完全根据常规的参数设置方法进行参数的选取，而是应该在充分了解当地具体的建筑材料的特性之后再进行探测。同时在探测时，应该设置一个标准段，并对标准段所采集的数据进行处理，目的是对以后所有采集处理后的数据形成的剖面图有更加明确的认识。
参考文献
[1]国家建筑工程监督检验中心.混凝土无损检测技术[M].北京：中国建材工业出版社，1999.
[2]李志强，周宗辉，徐东宇，等.基于超声波技术的混凝土无损检测[J].水泥工程，2010（3）：72-75.
[3]谢雄耀，李永盛，黄新才.地质雷达检测在保护性建筑结构加固中的应用[J].同济大学学报，2000.
[4]王苏岩，王春生，李淑媛，等.建筑结构现场检测方法评析与展望[J].沈阳建筑工程学院学报，2000.
作者简介：易辉（1992-），男，四川广安人，成都理工大学地球物理学院硕士研究生，研究方向：工程与环境地球物理。
杨玲（1992-），女，四川南充人，成都理工大学管理科学学院硕士研究生，研究方向：资源管理与环境评价。