時(shí)間：2022-03-24 10:03:04
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關(guān)鍵詞：樁基礎(chǔ)；檢測(cè)技術(shù)
中圖分類號(hào)：P2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
一、樁基檢測(cè)技術(shù)的重要意義
由形式古老的木樁到現(xiàn)如今的混凝土、鋼材等材質(zhì)，樁基礎(chǔ)的使用歷史已經(jīng)經(jīng)歷了一萬(wàn)多年。樁基礎(chǔ)具有較強(qiáng)的抗震與承載力等方面優(yōu)點(diǎn)，長(zhǎng)久以來(lái)一直是建筑工程中廣泛應(yīng)用的技術(shù)，多用于如橋梁、高層建筑等?，F(xiàn)如今對(duì)高層建筑的標(biāo)準(zhǔn)十分嚴(yán)格，若想確保安全質(zhì)量達(dá)標(biāo)，樁基的安全檢測(cè)這一環(huán)節(jié)必須得到落實(shí)。樁基安全檢測(cè)技術(shù)涉及多個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)與技術(shù)，如物理學(xué)、建筑學(xué)、土木工程學(xué)等。安全檢測(cè)技術(shù)不僅極大的減小了安全隱患，而且對(duì)樁基的承載力、質(zhì)量等有最全面的把握，從而避免因?yàn)檎`估而導(dǎo)致的人力與財(cái)力方面的不必要浪費(fèi)。
二、幾種常見(jiàn)檢測(cè)策略及其特點(diǎn)
1、鉆芯法
鉆芯法多用于混凝土灌注樁的檢測(cè)，方法是直接從樁體中抽取芯樣，了解樁的完整性，譬如樁的長(zhǎng)度、樁底部的沉渣厚度、底部巖土性狀等，是檢測(cè)混凝土強(qiáng)度的最可靠的方法。但是鉆芯法屬于有損檢測(cè)，不利于在直徑小于800毫米的樁上使用，這種方法對(duì)檢測(cè)大面積的疏松孔洞時(shí)較為有效，而局部的疏漏縫隙則難以被發(fā)現(xiàn)。這種試驗(yàn)鉆孔少，往往使得出的結(jié)果片面，所以，鉆芯法適合與其它無(wú)損檢測(cè)相互配合進(jìn)行，彼此對(duì)照驗(yàn)證。
2、靜載試驗(yàn)法
在檢測(cè)樁基豎向的承載能力時(shí)，靜載實(shí)驗(yàn)法最為直接可靠。實(shí)驗(yàn)時(shí)，對(duì)樁頂部施加豎向壓力、拔力以及水平方向推力，通過(guò)對(duì)樁基的移動(dòng)位移來(lái)判斷其豎向承載力、豎向抗拔力和是平層承載力，這種檢測(cè)試驗(yàn)方式最為直觀可靠。但是實(shí)驗(yàn)過(guò)程費(fèi)時(shí)費(fèi)力，花費(fèi)較多，試驗(yàn)對(duì)象有限，不易進(jìn)行深坑作業(yè)，對(duì)環(huán)境要求較高，并且，基準(zhǔn)樁時(shí)常被忽略，由于打入不深而在試驗(yàn)過(guò)程中位移。靜載試驗(yàn)的方法屬于直接測(cè)量，得到的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度高，但因?yàn)檫^(guò)程較為費(fèi)力，更加適用于對(duì)數(shù)據(jù)或承載力有精確要求的情況下使用。
3、高應(yīng)變法
高應(yīng)變法是通過(guò)用重錘擊打樁頂部，測(cè)量其速度力時(shí)程曲線，再根據(jù)波動(dòng)理論最終判定單樁的的承載力極限與樁身完整性。這種方法可以檢測(cè)出樁的豎向承載力是否符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，檢測(cè)速度快，方式便捷，可以在同一時(shí)間得到樁的承載力與完整性的數(shù)據(jù)，但針對(duì)薄壁鋼管樁、異性樁等樁基來(lái)說(shuō)，這種方法并不廣泛適用。
4、低應(yīng)變法
樁基檢測(cè)中的低應(yīng)變法是用來(lái)檢測(cè)樁的完整性的其中一種方法，其操作過(guò)程是用錘對(duì)樁頂進(jìn)行敲擊，固定在樁頂部的計(jì)量?jī)x器會(huì)將樁中的感應(yīng)波進(jìn)行檢測(cè)分析，探測(cè)波在樁體中的傳播歷程，從而獲得樁體完整性。低應(yīng)變法檢測(cè)具有諸多優(yōu)點(diǎn)，抽查全面、簡(jiǎn)單易操作、現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行、節(jié)時(shí)省力，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠等。但是，這種方法對(duì)不同的樁身存在不確定性，需要實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富的檢測(cè)人員進(jìn)行檢測(cè)以確保結(jié)果的準(zhǔn)確性。
5、聲波透射法
聲波檢測(cè)法是較全面的檢測(cè)樁的完整性的方法，其技術(shù)原理是利用超聲波對(duì)材質(zhì)復(fù)雜的混凝土樁進(jìn)行檢查，通過(guò)聲波在樁身中的頻率變化、振幅的衰減情況等參數(shù)來(lái)分析確定樁的均勻缺陷等問(wèn)題。這種方法十分全面細(xì)致，受限條件較少，應(yīng)用廣泛，但是會(huì)存在散射、反射等影響結(jié)果的問(wèn)題，并且聲測(cè)管須在成樁之前就放置樁體力，否則后期檢測(cè)較為困難。
三、樁基檢測(cè)在實(shí)際應(yīng)用中的問(wèn)題與建議
1、主觀原因
盡管樁基檢測(cè)技術(shù)整體的發(fā)展良好，但是地區(qū)之間的經(jīng)濟(jì)水平發(fā)展不同導(dǎo)致設(shè)備、裝置與先進(jìn)技術(shù)、儀器維護(hù)維修程度等各有不同，較為落后的地區(qū)的檢測(cè)技術(shù)就會(huì)一定程度上落后于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)。此外，一些工程達(dá)不到國(guó)家相關(guān)檢測(cè)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)是由于檢測(cè)工作人員檢測(cè)結(jié)果不準(zhǔn)確、資料模糊不具體造成。因?yàn)闄z測(cè)收費(fèi)不同，一些檢測(cè)單位為了更好生存草率處理數(shù)據(jù)，缺乏規(guī)范性的檢測(cè)體系市場(chǎng)嚴(yán)重威脅工程質(zhì)量。因此，為了確保樁基檢測(cè)的準(zhǔn)確性，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)有關(guān)工作人員的管理，提高道德修養(yǎng)與專業(yè)技術(shù)水平，建設(shè)高水平高素質(zhì)的檢測(cè)技術(shù)團(tuán)隊(duì)，形成良好風(fēng)氣，規(guī)范樁基檢測(cè)體系，構(gòu)建和諧市場(chǎng)環(huán)境。
2、自然因素
樁基深入地下，屬于隱蔽性的工程，盡管檢測(cè)方法多樣，但是每一種檢測(cè)方法都存在著不足之處，樁基的特性不易完全把握。這種檢測(cè)結(jié)果的誤差不可避免，所以，需要檢測(cè)人員提高自身檢測(cè)水平，總結(jié)實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)方法，不斷探究改進(jìn)檢測(cè)技術(shù)，依靠自身能力盡可能的減少檢測(cè)誤差，彌補(bǔ)設(shè)備檢測(cè)的缺陷。
四、結(jié)語(yǔ)
保證安全質(zhì)量是對(duì)任何建筑工程的基本要求，而樁基是建筑工程尤其是高層建筑的基礎(chǔ)工程，具有十分重要的意義。樁基技術(shù)隨著經(jīng)濟(jì)與科技的發(fā)展而進(jìn)步，因此，為了更加保證樁基的質(zhì)量安全，檢測(cè)技術(shù)也隨之不斷提高變化?，F(xiàn)代科學(xué)造就的樁基檢測(cè)技術(shù)蘊(yùn)含了多種學(xué)科領(lǐng)域的理論與技術(shù)，物理力學(xué)、聲學(xué)超聲波等，是現(xiàn)代化科技的成果與人類智慧的結(jié)晶。在如今的科學(xué)力量影響下，樁基檢測(cè)技術(shù)愈加的準(zhǔn)確、可靠、完善，在經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的未來(lái)有著廣闊的發(fā)展空間，造福人類社會(huì)。
參考文獻(xiàn)
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作者簡(jiǎn)介：李曉東（1985―），男，漢族，河北石家莊市人，石家莊職業(yè)技術(shù)學(xué)院，?？疲颖焙慊ㄔO(shè)工程質(zhì)量檢測(cè)有限公司，研究方向：地基檢測(cè)技術(shù)。
1橋梁樁基常見(jiàn)的施工技術(shù)
1.1人工挖孔樁人工挖孔樁是現(xiàn)階段中國(guó)建筑行業(yè)應(yīng)用較多的施工技術(shù)，具有操作簡(jiǎn)單、技術(shù)含量低、施工設(shè)備成本少、橋梁樁基的檢測(cè)方便等優(yōu)點(diǎn)，非常適合我國(guó)目前建筑業(yè)的發(fā)展水平，在人工挖孔樁之后，加以鋼筋的穩(wěn)固，混凝土的澆灌，就能夠形成質(zhì)量安全的工程施工項(xiàng)目。人工挖孔樁雖然具有上述優(yōu)勢(shì)，其本身存在的問(wèn)題也比較多，其中最大的弊端就是人員工作危險(xiǎn)系數(shù)較大，人工挖孔樁是依靠工作人員進(jìn)行挖孔，井下作業(yè)的情況較多，地下土質(zhì)的不安全因素較大，當(dāng)挖孔時(shí)，遇到空地積水較多時(shí)不僅會(huì)減緩工程的進(jìn)度，還會(huì)降低工作的質(zhì)量，對(duì)工作人員的實(shí)際工作產(chǎn)生威脅。另外，在發(fā)現(xiàn)橋梁的地下水文條件與地形存在和施工準(zhǔn)備提供的資料明顯不符時(shí)，還需重新進(jìn)行調(diào)查，加大施工項(xiàng)目的投資。
1.2鉆孔灌注樁鉆孔灌注樁技術(shù)是應(yīng)用先進(jìn)的設(shè)備儀器，利用機(jī)器來(lái)進(jìn)行鉆孔，具有成孔速度快、成孔質(zhì)量高、應(yīng)用類型廣的特點(diǎn)，相比于人工挖孔，鉆孔灌注的技術(shù)更加便捷，并且工作效率高，單位時(shí)間內(nèi)完成的鉆孔數(shù)額較多，因此，對(duì)于施工進(jìn)度的縮短、施工質(zhì)量的提升具有積極影響。對(duì)于鉆孔灌注樁技術(shù)，在現(xiàn)階段的發(fā)展中，還存在著一些問(wèn)題。首先，就是建筑行業(yè)施工過(guò)程中常見(jiàn)的地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題。鉆孔灌注樁技術(shù)對(duì)于地質(zhì)結(jié)構(gòu)的要求非常大，不同的地層應(yīng)使用不同的鉆進(jìn)方法，不能一概而論，這就要求相關(guān)技術(shù)人員著重關(guān)注地質(zhì)問(wèn)題；其次，就是泥漿的調(diào)和程度，鉆孔灌注樁技術(shù)最為核心，最為重要的就是泥漿的孔內(nèi)補(bǔ)充，泥漿要按照比例調(diào)和均勻，并且，及時(shí)地灌入到孔內(nèi)才能夠達(dá)到施工要求，增強(qiáng)橋梁的穩(wěn)定性，提高建筑質(zhì)量安全。
2橋梁樁基施工工藝、內(nèi)容
2.1開(kāi)挖灌注樁孔開(kāi)挖灌注樁孔是橋梁樁基施工的第一個(gè)環(huán)節(jié)，要把握幾個(gè)步驟：（1）將橋梁施工的設(shè)計(jì)方案和圖紙進(jìn)行系統(tǒng)的研究，掌握設(shè)計(jì)精髓，保證鉆孔過(guò)程中順利施工。（2）挖孔過(guò)程中孔樁中心點(diǎn)的選擇?？讟吨行狞c(diǎn)的選擇影響著整個(gè)橋梁施工的穩(wěn)定，與質(zhì)量的安全關(guān)系重大。（3）孔壁的保護(hù)。在挖孔完成后，要對(duì)孔壁進(jìn)行強(qiáng)化和穩(wěn)固，防止孔壁塌方，對(duì)孔壁的強(qiáng)化穩(wěn)固通常情況下都使用混凝土來(lái)進(jìn)行，進(jìn)而防治其影響整個(gè)施工項(xiàng)目。（4）要保持孔底地下整潔，如果孔底出現(xiàn)淤泥和施工殘?jiān)皶r(shí)清理。
2.2制作鋼筋籠制作鋼筋籠主要涉及兩點(diǎn)內(nèi)容：（1）根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙和相關(guān)資料，并結(jié)合施工過(guò)程中具體的施工情況進(jìn)行鋼筋籠樣板的制作。這主要是為了確定主筋之間的距離，保證鋼筋籠的正確定位，提高橋梁建筑的承載能力。（2）焊條與鋼筋籠的匹配狀況，在橋梁樁基施工過(guò)程中，焊條與鋼筋性能的匹配情況影響著橋梁建筑的穩(wěn)定性，不同型號(hào)的焊條所對(duì)應(yīng)的鋼筋有所不同，因此在項(xiàng)目施工過(guò)程中，工程技術(shù)人員與項(xiàng)目操作人員要進(jìn)行嚴(yán)格的把關(guān)。
2.3安裝鋼筋籠鋼筋籠在實(shí)際安裝的過(guò)程中主要應(yīng)注意兩個(gè)方面：（1）對(duì)于鋼筋籠的穩(wěn)定性進(jìn)行保護(hù)，因?yàn)樵阡摻罨\剛剛焊接完成之后，其穩(wěn)定性相對(duì)較差，容易發(fā)生變形或是損毀，因此，針對(duì)這種情況，相關(guān)人員在對(duì)鋼筋籠進(jìn)行移動(dòng)和搬運(yùn)的過(guò)程中應(yīng)采取相應(yīng)的措施，防止鋼筋籠受壓變形；（2）鋼筋籠的安裝問(wèn)題。鋼筋籠安裝在鉆孔的孔內(nèi)，并不能隨意進(jìn)行安裝，要進(jìn)行調(diào)整和匹配，在安裝過(guò)程中，鋼筋籠不能碰觸孔壁，在調(diào)整好位置后，要及時(shí)進(jìn)行固定處理，防止鋼筋籠移動(dòng)。
2.4混凝土灌注混凝土的灌注起到穩(wěn)定橋梁樁基的重要作用，在混凝土灌注工程中，首先，應(yīng)對(duì)鉆孔的質(zhì)量以及孔壁、孔底進(jìn)行檢查，鉆孔的質(zhì)量要符合施工的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于孔壁，應(yīng)具備穩(wěn)定性，孔底要干凈整潔，不能存在淤泥、積水和施工殘?jiān)?。其次，就是在鋼筋籠安裝后，檢查相關(guān)導(dǎo)管的安裝情況，因?yàn)榛炷習(xí)S著導(dǎo)管進(jìn)入孔底，導(dǎo)管的安裝一定要符合要求，不能隨意穿插。
3橋梁樁基檢測(cè)技術(shù)
3.1成孔檢測(cè)由于成孔檢測(cè)是成樁檢測(cè)技術(shù)的先決條件，成孔檢測(cè)作為橋梁樁基檢測(cè)的重要參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)在整個(gè)施工過(guò)程中占據(jù)著非常重要的地位，在我國(guó)，相較于成孔檢測(cè)，橋梁樁基檢測(cè)的發(fā)展程度要更先進(jìn)一些，但是為了保證施工的各個(gè)階段的質(zhì)量安全，對(duì)于鉆孔的檢測(cè)非常有必要。
3.2靜載荷試驗(yàn)法靜載荷試驗(yàn)法是指按照樁的使用功能，分別在樁頂逐級(jí)施加壓力，觀測(cè)樁的測(cè)驗(yàn)點(diǎn)的起伏沉降情況以及水平位移狀態(tài)，以此判定單樁水平承載力以及豎向抗壓承載力的情況。在目前的檢測(cè)技術(shù)上來(lái)看，靜載荷試驗(yàn)法是現(xiàn)階段最為可靠、最為直觀的檢測(cè)手段之一。但是，由于我國(guó)科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平還不是很完善，相關(guān)的檢測(cè)設(shè)備存在問(wèn)題，因此，導(dǎo)致靜載荷試驗(yàn)法在對(duì)橋梁樁基檢測(cè)的過(guò)程中存在誤差。
3.3聲波透射法聲波透射法是指在預(yù)埋聲測(cè)管之間發(fā)射并接收聲波，通過(guò)實(shí)測(cè)聲波在混凝土介質(zhì)中傳播的聲時(shí)、頻率和波幅衰減等聲學(xué)參數(shù)的相對(duì)變化，對(duì)樁身完整性進(jìn)行檢測(cè)的方法。聲波透射法對(duì)于相關(guān)技術(shù)的要求較為專業(yè)，并且設(shè)備質(zhì)量的需求標(biāo)準(zhǔn)高，因此，在過(guò)去的橋梁樁基檢測(cè)過(guò)程中并沒(méi)有過(guò)多地使用。不過(guò)，隨著經(jīng)濟(jì)全球化、技術(shù)全球化的深入，我國(guó)社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，相關(guān)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，已經(jīng)讓聲波透射法在橋梁樁基的檢測(cè)上有了質(zhì)的飛躍。聲失時(shí)判讀已不再是唯一的選擇，聲幅和聲頻已開(kāi)始進(jìn)入了分析判斷領(lǐng)域，尤其令人欣慰的是，聲波CT已步入實(shí)用階段，為聲波透射法的后續(xù)研究提供了廣闊的前景。因此，對(duì)于橋梁樁基而言，聲波透射法也是一項(xiàng)非常合適的技術(shù)檢測(cè)手段。
4結(jié)語(yǔ)
[關(guān)鍵詞]地基檢測(cè)技術(shù) 現(xiàn)狀 發(fā)展
中圖分類號(hào)：V448.25+1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2014）07-0036-01
引言
最近幾十年來(lái)，我國(guó)開(kāi)始致力于地基檢測(cè)技術(shù)的研究，通過(guò)實(shí)際動(dòng)手實(shí)踐，積累了大量的操作經(jīng)驗(yàn)。但是，我國(guó)關(guān)于此方面技術(shù)的研究還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，無(wú)法達(dá)到生產(chǎn)生活的需要，這不僅反映在地基處理與地基檢測(cè)的不協(xié)調(diào)上，還反映在其發(fā)展的落后性上。究其根源，很大程度是因?yàn)榈胤綄?duì)此項(xiàng)技術(shù)的重視程度還不夠。根據(jù)數(shù)據(jù)采樣，可以得出結(jié)論，大多數(shù)土建事故時(shí)有地基問(wèn)題所引起的。
鑒于此上情況，相關(guān)工作人員應(yīng)該對(duì)現(xiàn)有的地基檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行翻新，不斷地與先進(jìn)科技進(jìn)行融合，使檢測(cè)方法具有科學(xué)性，先進(jìn)性，標(biāo)準(zhǔn)型等特性。只有這樣，地基檢測(cè)方法才能真正的為土建工程服務(wù)，達(dá)到它本該達(dá)到的效果。
現(xiàn)在目前所使用的檢測(cè)方法，大部分是比較傳統(tǒng)的檢測(cè)方法，雖然它有著一定規(guī)范，但卻無(wú)法滿足日益翻新的地基工程技術(shù)，所以，相關(guān)工作人員應(yīng)該結(jié)合一些先進(jìn)的科技，提出新的能夠適應(yīng)時(shí)展的地基檢測(cè)技術(shù)。
一、現(xiàn)有的地基檢測(cè)方法以及存在的某些問(wèn)題
工程物探、原位測(cè)試、室內(nèi)土工等都被包括在地基檢測(cè)范圍之內(nèi)。其中十字板剪切、室內(nèi)土工、動(dòng)探、靜力觸探、旁壓試驗(yàn)等等，不僅是巖土工程最重要的組成部分，也是最常見(jiàn)的勘測(cè)手段。
（一）靜力觸探
在地基檢測(cè)方法之中，靜力觸探可以算得上是一種比較廣泛而常見(jiàn)的測(cè)試技術(shù)。這個(gè)方法被創(chuàng)造于上個(gè)世紀(jì)初，發(fā)展至如今，一共有三個(gè)階段。如今這三個(gè)階段發(fā)展?fàn)顩r各不相同，單橋發(fā)展良好，受到廣泛使用，雙橋漸漸走進(jìn)人們視野，逐步被人們所接收，而孔壓則是發(fā)展最為緩慢的。它們主要被用來(lái)進(jìn)行劃分土類，確定土的物理指標(biāo)等等，近些年來(lái)，也常常被用來(lái)加強(qiáng)地基檢測(cè)。
靜力觸探在地基檢測(cè)板塊發(fā)展時(shí)間較長(zhǎng)，技術(shù)也比較成熟，但也并非毫無(wú)缺陷。包括有限元法、孔穴擴(kuò)張法、應(yīng)變路徑法等理論雖然已經(jīng)十分成熟但里面依舊存在著一些假設(shè)性設(shè)定。然而，這些假設(shè)性設(shè)定碰上地基的復(fù)雜與不確定性體質(zhì)，就給觸探探究以及地基檢測(cè)帶來(lái)了很多無(wú)法輕易解決的困難。比如砂土，因?yàn)椴煌愋椭g密度其有很大差異，所以并不能用統(tǒng)一的模式去對(duì)它進(jìn)行參考描述。
有時(shí)相關(guān)工作人員在下鉆去，因?yàn)樘綏U不容易控制，測(cè)量成果可能無(wú)法十分精確，會(huì)有人為差異，所以，某些程序并不能用該種方法進(jìn)行操作。這就進(jìn)一步說(shuō)明了，靜力觸探在實(shí)際使用中還存在一些局限性。最后，不同地方的工作人員在對(duì)觸探結(jié)果進(jìn)行處理的時(shí)候，使用的方式，公式也不盡相同，這就要求處理人員必須有著非常豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
另外，因?yàn)殪o力觸探樣本有限，對(duì)同一塊地的接觸也就有限，所以在實(shí)際研究中，此種方法只能夠?qū)?chǎng)地的地基情況進(jìn)行大概的反映，而不能細(xì)化反映。
（二）動(dòng)力觸探法
動(dòng)力觸探法是一種具有悠長(zhǎng)歷史的地基檢測(cè)方法，它通過(guò)對(duì)地面進(jìn)行敲擊來(lái)進(jìn)行土地原位測(cè)試，擁有直觀、快速、實(shí)用性廣、經(jīng)濟(jì)、常見(jiàn)等特性，是一種比較全能的檢測(cè)方法。
動(dòng)力觸探法主要被用于劃分土層、確定液化密度、區(qū)分土地類別等等。這種方法雖然用法簡(jiǎn)單直觀，但是結(jié)論通常是根據(jù)相關(guān)公式直接計(jì)算出來(lái)的，無(wú)論是可靠度、精確度都有著很大的探討空間。并且在實(shí)際測(cè)試的時(shí)候，影響因素較多，無(wú)法做到精密準(zhǔn)確。另外，此種方法的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)通常是根據(jù)簡(jiǎn)單估算配合公式計(jì)算得出的，這種方法其實(shí)比較草率，會(huì)造成結(jié)果數(shù)據(jù)粗糙、不精確、離散性大。對(duì)于場(chǎng)地，此種方法無(wú)法均勻得對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行反映，具有很大的浮動(dòng)性，會(huì)造成工作人員評(píng)價(jià)的不客觀和不穩(wěn)定。
在實(shí)際應(yīng)用之中，如果測(cè)試土地有著較多的粘土層以及礫石層，可以對(duì)動(dòng)力觸探法進(jìn)行優(yōu)先考慮。不僅如此，還可以將靜力觸探和動(dòng)力觸探相結(jié)合，對(duì)地基進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)。
（三）平板載荷
平板載荷是一種模擬性的地基測(cè)試方式，它主要是通過(guò)向檢測(cè)地基施加荷載來(lái)進(jìn)行的。這種方法最初出現(xiàn)于上個(gè)世紀(jì)初，通常我們?cè)谶M(jìn)行大型工程地基檢測(cè)時(shí)，必須要使用此種方法。這種方法主要被用于評(píng)價(jià)濕性地基、確定地基沉降等。
相關(guān)學(xué)者通過(guò)分析之后得出結(jié)論，荷載板大約有板寬兩倍左右的影響，且對(duì)于大型工程建筑，它的影響會(huì)比一般建筑更大。由此我們可以得出結(jié)論，尺寸效應(yīng)會(huì)對(duì)載荷試驗(yàn)產(chǎn)生影響，使受力具有不確定性，甚至可能引發(fā)安全隱患。且通過(guò)大量的實(shí)際操作，我們可以得知，載荷試驗(yàn)與實(shí)際構(gòu)筑有著非常大的差別，載荷試驗(yàn)更容易對(duì)水泥土進(jìn)行錯(cuò)誤評(píng)估最終造成工程事故，近些年來(lái)，以載荷試驗(yàn)作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的工作大部分都因?yàn)槭鹿识Ｖ故褂谩Ｒ虼?，我們?yīng)該吸取教訓(xùn)，正視此種方法存在的問(wèn)題，并且想辦法將其解決，使它能夠更好的為地基檢測(cè)工作做貢獻(xiàn)。
（四）地基檢測(cè)的其他檢測(cè)方法
目前社會(huì)上的地基檢測(cè)，不僅僅有上面提到的三種方法，還有其他的方法，比如旁壓測(cè)試、野外十字板剪切等等，這些方法雖然有著各自的優(yōu)點(diǎn)，但不可避免的都存在著或多或少的問(wèn)題，無(wú)法做到相對(duì)完善的地基檢測(cè)。
二、地基檢測(cè)方法的發(fā)展情況
但值得慶幸的時(shí)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)與科技的不斷發(fā)展，人民對(duì)于地基檢測(cè)也是越來(lái)越重視。相關(guān)工作人員開(kāi)始將各個(gè)領(lǐng)域加以結(jié)合，尋求新的突破點(diǎn)，而原有監(jiān)測(cè)方法的缺點(diǎn)也促使著檢測(cè)方式的不斷更新，社會(huì)開(kāi)始出現(xiàn)了一批新興的檢測(cè)方法。
（一）瑞利波法
在上個(gè)世紀(jì)五十年代，土建工程相關(guān)的工作人員開(kāi)始對(duì)瑞利波法進(jìn)行研究，希望能將其運(yùn)用到地基檢測(cè)中去，而我國(guó)，也緊隨其后才是對(duì)此種技術(shù)進(jìn)行研究。在進(jìn)行了長(zhǎng)時(shí)間的研究之后，此種技術(shù)開(kāi)始逐步被運(yùn)用到地基檢測(cè)中。
該種方法是利用瑞雷波的傳遞而進(jìn)行工作的，不同的頻率，不同的介質(zhì)，瑞雷波的傳遞速度都有所不同。
和現(xiàn)在社會(huì)上所使用的檢測(cè)方法相比，瑞利波不但具有經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)便、可大范圍操作、快速、操作容易上手等特性，還能夠?qū)Φ鼗囊恍┨匦赃M(jìn)行反應(yīng)，這就在一定程度上將離散性大的傳統(tǒng)方法缺點(diǎn)進(jìn)行了克服。當(dāng)此種方法尚未被完全開(kāi)發(fā)出來(lái)，還需要對(duì)它進(jìn)行全方面的檢測(cè)和試驗(yàn)，因此，我們還不能確定其實(shí)際功能的大小。為此，許多學(xué)者都在對(duì)它進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奶接?，希望能夠盡快將它投入使用。
（二）探地雷達(dá)法
這種方法是于上個(gè)世紀(jì)八十年代被提出來(lái)的，其主要原理是對(duì)高頻脈沖進(jìn)行電磁波的檢測(cè)。相比于瑞利波法來(lái)說(shuō)，這種方法發(fā)展速度更快，已經(jīng)開(kāi)始被運(yùn)用到實(shí)際的地基檢測(cè)中去了。
這種方法具有準(zhǔn)確、快速、經(jīng)濟(jì)等特性，能夠較好的對(duì)地基進(jìn)行評(píng)估。但此種方法并未完全在社會(huì)上普及，因此，相關(guān)工作人員進(jìn)行對(duì)此進(jìn)行全面推廣，讓它能夠被廣泛利用。
（三）其他測(cè)試方法
在地基檢測(cè)方法的發(fā)展之中，還有些其他不同的方法，比如說(shuō)小應(yīng)變測(cè)等等，它們?cè)谠袡z測(cè)方法的基礎(chǔ)上進(jìn)行了積極創(chuàng)新，對(duì)原有的技術(shù)漏洞進(jìn)行了克服，更為基地檢測(cè)提供了新的思路。而我們應(yīng)該知道的是，不同地基地有著不同的特性，我們需要對(duì)這些特性進(jìn)行認(rèn)識(shí)，然后采取適合此特性的不同檢測(cè)方式。這就需要我們對(duì)地基檢測(cè)方式進(jìn)行不斷地更新，利用不斷發(fā)展地科技將其包裝起來(lái)，克服原本存在的問(wèn)題，達(dá)到不同的檢測(cè)目的與要求，最終得出最正確，最精準(zhǔn)的答案，使得土建工程能夠順利安全的施工。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】基樁檢測(cè)技術(shù)；靜載試驗(yàn)；自平衡試驗(yàn)
一、基樁檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展及現(xiàn)狀
樁基礎(chǔ)能否既經(jīng)濟(jì)又安全的通過(guò)設(shè)置在土中的基樁，將外荷載傳遞到深層土體中，主要取決于基樁樁身質(zhì)量與基樁承載力是否能達(dá)到設(shè)計(jì)要求?；鶚稒z測(cè)是指：（1）對(duì)基樁樁身質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，查清樁身缺陷及位置，以便對(duì)影響樁基承載力和壽命的樁身缺陷進(jìn)行必要的補(bǔ)救，同時(shí)達(dá)到對(duì)樁身質(zhì)量普查的目的；（2）對(duì)基樁承載力進(jìn)行檢測(cè)，達(dá)到判定與評(píng)價(jià)基樁承載力是否滿足設(shè)計(jì)要求的目的?；鶚稒z測(cè)可進(jìn)一步延伸到對(duì)樁基礎(chǔ)質(zhì)量的驗(yàn)收與評(píng)定。目前，基樁承載力的較普遍測(cè)試方法:包括靜荷載試驗(yàn)；動(dòng)力測(cè)試。靜荷載試驗(yàn)通過(guò)反力裝置用千斤頂給樁施加豎向荷載，樁頂沉降量采用大量程百分表或位移傳感器量測(cè)。該方法可以確定單樁豎向極限承載力，結(jié)合在樁身和樁端預(yù)埋測(cè)試元件還可以測(cè)定樁側(cè)摩阻力分布情況、樁端反力和樁身軸力等。靜荷載試驗(yàn)方法按提供反力的方式可分為下列三種形式：錨樁法、堆載法、錨樁――堆載法。動(dòng)力測(cè)定樁承載力的方法最早出現(xiàn)在國(guó)外，其初始主要是以能量守恒或動(dòng)量原理為基礎(chǔ)，根據(jù)牛頓撞擊定律通過(guò)打樁時(shí)的貫入度來(lái)計(jì)算樁的極限承載力。國(guó)外近代動(dòng)測(cè)技術(shù)是以應(yīng)力波理論為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的。動(dòng)力測(cè)樁法一般是在樁頂作用一動(dòng)荷載，使樁產(chǎn)生顯著的加速度和土阻尼效應(yīng)，通過(guò)在樁側(cè)安裝傳感器測(cè)量樁土系統(tǒng)的振動(dòng)響應(yīng)，并用波動(dòng)理論分析和研究應(yīng)力波沿樁土系統(tǒng)的傳遞和反射，從而判斷樁身阻抗變化和確定單樁承載力。早在20世紀(jì)30年代，應(yīng)力波理論就開(kāi)始被用來(lái)分析打樁工程，到1960年史密斯發(fā)表了“打樁分析的波動(dòng)方程法”，波動(dòng)方程開(kāi)始進(jìn)入實(shí)用階段。此后在世界各國(guó)相繼開(kāi)展了動(dòng)力試樁的動(dòng)測(cè)設(shè)備和計(jì)算軟件的研制和應(yīng)用。按測(cè)試時(shí)土的動(dòng)應(yīng)變大小，動(dòng)測(cè)法又可以分為低應(yīng)變動(dòng)測(cè)法和高應(yīng)變動(dòng)測(cè)法兩類。
二、當(dāng)前各種檢測(cè)技術(shù)的適用性對(duì)比分析
（1）測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。1994年進(jìn)行的全國(guó)樁動(dòng)測(cè)單位資質(zhì)考核結(jié)果及近年來(lái)各地位基動(dòng)測(cè)單位資質(zhì)考核情況也表明，目前動(dòng)力試樁精度還較低，檢測(cè)隊(duì)伍的理論水平和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)也不足，因而只能是靜載試驗(yàn)的一種補(bǔ)充，可作為工程樁驗(yàn)收的手段之一，尚不能代替樁的靜載試驗(yàn)。（2）適用條件。傳統(tǒng)的靜荷載試驗(yàn)(包括錨樁法、堆載法及錨樁――堆載法)，需專門的反力系統(tǒng)。如錨樁法需要增加4根錨樁，每根錨樁的規(guī)模等同于試樁，且需要通長(zhǎng)配筋，同時(shí)也需要強(qiáng)大的反力架來(lái)承受試樁的反力，試驗(yàn)準(zhǔn)備時(shí)間長(zhǎng)，工程量大，試驗(yàn)費(fèi)用高；堆載法同樣需要強(qiáng)大的反力架，同時(shí)必須配備大量的規(guī)則的堆載物來(lái)代替錨樁。錨樁――堆載法是介于錨樁法和堆載法之間的一種試驗(yàn)方法，同樣存在上述問(wèn)題。由于靜載試驗(yàn)費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、費(fèi)用高、環(huán)境條件要求高，做不到隨機(jī)抽檢，檢測(cè)樁數(shù)也不可能太多，對(duì)整個(gè)基礎(chǔ)工程不能進(jìn)行概率統(tǒng)計(jì)分析，所以靜載試驗(yàn)的代表性不高。多數(shù)工程樁的承載力均參照勘測(cè)部門已有的試驗(yàn)資料或根據(jù)設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)確定。
相對(duì)而言，動(dòng)力測(cè)樁方法更為簡(jiǎn)便、快速，因而，就一根樁而言，靜載試驗(yàn)結(jié)果的精度高于動(dòng)測(cè)法，就整個(gè)工程而言，由于樁基工程的復(fù)雜性以及抽樣檢查的樣本數(shù)量，其保證率反而不如抽檢率高的動(dòng)測(cè)結(jié)果。但同時(shí)，動(dòng)力檢測(cè)方法也因加載需要，如拼裝試驗(yàn)反力架或力錘進(jìn)場(chǎng)等問(wèn)題，同樣對(duì)試驗(yàn)場(chǎng)地有著較高的要求。
三、自平衡試樁法研究現(xiàn)狀
基樁自平衡測(cè)試方法思路最早由日本的中山（Nakayama）和藤關(guān)（Fujiseki）提出，并在1973年取得鉆孔樁的測(cè)試專利。清華大學(xué)李廣信教授于1993年將此法引入國(guó)內(nèi)，但因自平衡試樁法作為一種新興的測(cè)試技術(shù)其自身并不完善以及限于當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)環(huán)境、技術(shù)、信息等條件的限制，并未引起國(guó)內(nèi)工程界的注意。直到浙江省建筑科學(xué)研究院史佩棟教授在《工業(yè)建筑》1996年第12期“國(guó)際科技交流”專欄發(fā)表了《國(guó)外高層建筑深基礎(chǔ)及基坑支護(hù)技術(shù)若干新進(jìn)展》一文，并報(bào)道了美、日、英、加、新加坡等國(guó)和我國(guó)香港特別行政區(qū)等地正在廣泛應(yīng)用的自平衡試樁法之后，才引起了廣泛關(guān)注。東南大學(xué)土木工程學(xué)院在理論研究的基礎(chǔ)上，首先于1996年開(kāi)始將該法應(yīng)用于實(shí)際工程。目前，我國(guó)的北京、江蘇、甘肅等地己開(kāi)始小范圍試用此方法，但試樁類型只限于鉆孔灌注樁。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】建筑節(jié)能；應(yīng)用現(xiàn)狀；對(duì)策
一、建筑節(jié)能技術(shù)
1.全面的規(guī)劃綠色建筑設(shè)計(jì)
在建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)中，首先考慮的就是建筑對(duì)于日照和朝向的要求，合理的設(shè)計(jì)能顧及到各個(gè)季節(jié)的需要，比如冬季的保暖、夏季的通風(fēng)并減少太陽(yáng)輻射得熱。然而社會(huì)文化、地形、城市規(guī)劃、道路等條件往往也會(huì)影響到建筑的朝向、方位以及建筑總平面的設(shè)計(jì)。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)要權(quán)衡各個(gè)因素的重要程度，找到一個(gè)最優(yōu)的平衡點(diǎn)，確定出這一地區(qū)建筑的最佳朝向，使每幢建筑能夠在冬季接收到充足的太陽(yáng)輻射， 并能利用最佳的夏季自然通風(fēng)，減少建筑的能源消耗。
2.合理安置建筑的護(hù)結(jié)構(gòu)
建筑的護(hù)系統(tǒng)對(duì)采暖制冷時(shí)的能源消耗量有著較為直接的影響，因此提高建筑護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能是降低建筑能耗的關(guān)鍵。護(hù)系統(tǒng)主要包括外墻外保溫、屋面、地面、門窗及遮陽(yáng)系統(tǒng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，建筑護(hù)系統(tǒng)的耗熱量占建筑采暖熱耗的 1/3 以上，對(duì)這一部分采取科學(xué)的保溫隔熱技術(shù)，會(huì)使節(jié)能效果顯著提高，也是其它節(jié)能措施達(dá)到預(yù)期效果的保障。
3.采用先進(jìn)的能源設(shè)備輔助建筑節(jié)能效果
主要是指在建筑的使用過(guò)程中針對(duì)采暖、制冷、通風(fēng)、熱水、照明等系統(tǒng)所采取的節(jié)能措施。其中空調(diào)系統(tǒng)的能耗更是達(dá)到建筑能耗的 40%～60%，成為建筑節(jié)能的主要控制對(duì)象。設(shè)備系統(tǒng)的能耗是在建筑全壽命周期中最大的耗能部分，通過(guò)選用高能效的設(shè)備機(jī)組，低能耗的節(jié)能系統(tǒng)，提高設(shè)備的運(yùn)行效率，降低能源在日常使用中的損耗，從而達(dá)到持久節(jié)能的最終目的。
二、我國(guó)建筑節(jié)能技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀
1.認(rèn)識(shí)不足
目前，我國(guó)的許多建筑企業(yè)還沒(méi)有完全認(rèn)識(shí)實(shí)施建筑節(jié)能的重要性，還只是一味的強(qiáng)調(diào)利益與進(jìn)度，由于企業(yè)管理者對(duì)建筑節(jié)能技術(shù)缺乏足夠認(rèn)識(shí)，使得在國(guó)內(nèi)很多施工企業(yè)中，僅過(guò)度地注重施工圖紙、承包合同、項(xiàng)目預(yù)算等各項(xiàng)施工指標(biāo)，但是對(duì)于節(jié)能技術(shù)卻抱著無(wú)所謂態(tài)度，不能對(duì)環(huán)境污染與資源能源消耗等形成足夠的保護(hù)危機(jī)意識(shí)。因此，我國(guó)的建筑行業(yè)想要推廣建筑節(jié)能技術(shù)，實(shí)施高效回收利用能源、保護(hù)生態(tài)環(huán)境等還是一項(xiàng)非常艱難的任務(wù)。
2.缺乏經(jīng)濟(jì)支持
建筑節(jié)能模式與傳統(tǒng)建筑模式相比，施工方式、施工工藝均存在很大差異，企業(yè)為推行節(jié)能施工模式，需在施工過(guò)程的多個(gè)方面進(jìn)行適當(dāng)優(yōu)化。新節(jié)能技術(shù)的實(shí)施必須依靠新施工組織管理與新施工器械的支持，這也對(duì)傳統(tǒng)的建筑施材料、施工設(shè)備、施工人員、施工管理人員等都提出了新的要求，需要將施工設(shè)備更新，重新加工和研究新的建筑材料，研究和設(shè)計(jì)新的技術(shù)工藝，培訓(xùn)和知道施工人員，使其適應(yīng)新的施工模式。采用新的機(jī)械和建材，如附著提升式腳手架與鋼制大模板等設(shè)備，這些均需要施工企業(yè)前期投入大量的資金，一次性投入成本巨大。這對(duì)國(guó)內(nèi)許多中小型施工企業(yè)來(lái)說(shuō)，資金不足、經(jīng)營(yíng)現(xiàn)狀及前景不穩(wěn)定是它們面臨的主要問(wèn)題。除此之外，較低的市場(chǎng)抗風(fēng)險(xiǎn)能力也加大了機(jī)械設(shè)備和施工工藝更新和改進(jìn)的難度。在當(dāng)前環(huán)境下，國(guó)內(nèi)施工人員知識(shí)水平較低，施工企業(yè)內(nèi)部管理水平較差，這也影響到節(jié)能施工模式在企業(yè)內(nèi)以及行業(yè)內(nèi)的推行效果。
3.缺乏制度支持
國(guó)內(nèi)在積極推行建筑節(jié)能過(guò)程中，已推出了《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范》、《綠色施工總則》等相關(guān)政策，但是，由于我國(guó)的政策部門對(duì)建筑節(jié)能還沒(méi)有一個(gè)明確、具體的認(rèn)識(shí)，政策上當(dāng)然無(wú)法真正推出一些有效的相關(guān)法律法規(guī)與建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，例如施工過(guò)程中，建筑垃圾的排放限額與能耗率等，政府相關(guān)部門真正重視的還是施工安全與文明施工。因此，很多企業(yè)在施工過(guò)程中通常把綠色節(jié)能施工當(dāng)成文明施工來(lái)實(shí)施。
三、我國(guó)建筑節(jié)能應(yīng)用對(duì)策
1.加強(qiáng)宣傳
目前人們對(duì)建筑節(jié)能的認(rèn)識(shí)仍然不足，在實(shí)際工程中對(duì)施工階段的可持續(xù)發(fā)展也缺乏必要重視，而施工節(jié)能意識(shí)的加強(qiáng)又是與生態(tài)環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)密不可分的。因此，施工節(jié)能的宣傳教育以及相關(guān)技術(shù)的培訓(xùn)工作應(yīng)從以下三個(gè)方面入手：
（1）應(yīng)在基礎(chǔ)教育中應(yīng)進(jìn)一步強(qiáng)化綠色環(huán)保的比重，并在提升公眾環(huán)保意識(shí)的同時(shí)培育綠色消費(fèi)的社會(huì)理念；
（2）應(yīng)在繼續(xù)教育中加強(qiáng)施工節(jié)能的宣傳，使工程建設(shè)參與各方全面正確的理解施工節(jié)能的內(nèi)涵與外延，并充分認(rèn)識(shí)其重要性；
（3）還應(yīng)加強(qiáng)建筑工人的施工節(jié)能技術(shù)培訓(xùn)，以提高施工企業(yè)的職工素質(zhì)，并充分發(fā)揮其在施工節(jié)能應(yīng)用中的主力軍作用。
2.建立示范綠色節(jié)能施工項(xiàng)目
按照《綠色施工原則》的要求，建立示范性的綠色施工節(jié)能項(xiàng)目和推廣應(yīng)用示范單位，進(jìn)而可以將綠色施工節(jié)能多方面的作用效果用活生生的例子展現(xiàn)在公眾的面前，同時(shí)也將會(huì)對(duì)綠色施工節(jié)能的宣傳及推廣起到積極的促進(jìn)的作用。此外，還應(yīng)積極構(gòu)建綠色施工節(jié)能技術(shù)交流合作的平臺(tái)，并促進(jìn)國(guó)內(nèi)外綠色施工節(jié)能技術(shù)的交流和合作，以借鑒國(guó)外先進(jìn)的技術(shù)和成功的經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)而推進(jìn)我國(guó)綠色施工節(jié)能技術(shù)與世界綠色施工節(jié)能技術(shù)的同步發(fā)展。
3.加強(qiáng)節(jié)能施工參與制度
民眾參與機(jī)制可以最大程度的挖掘民眾對(duì)建筑節(jié)能的積極性，從而形成一個(gè)自下而上的節(jié)能推力。此外，在項(xiàng)目施工的準(zhǔn)備階段，充分了解民眾的要求并進(jìn)行科學(xué)的施工組織設(shè)計(jì)，在一定程度上有利于最大限度的減少對(duì)周圍環(huán)境的不利影響；在項(xiàng)目施工方案的實(shí)施階段，社會(huì)公眾的監(jiān)督有利于各項(xiàng)施工節(jié)能措施的有效實(shí)施；而在項(xiàng)目的竣工驗(yàn)收階段，社會(huì)公眾的節(jié)能施工評(píng)價(jià)則有利于施工企業(yè)總結(jié)并改進(jìn)其自身的綠節(jié)能施工活動(dòng)，進(jìn)而促進(jìn)其節(jié)能施工能力的提升。
4.對(duì)進(jìn)行節(jié)能施工的企業(yè)給予政策支持
大部分施工企業(yè)認(rèn)為，要進(jìn)行節(jié)能施工，就要多支出費(fèi)用，增加施工成本，與企業(yè)追求利潤(rùn)最大化的目標(biāo)相悖，因此要推動(dòng)和促進(jìn)節(jié)能施工的發(fā)展和推廣，政府應(yīng)當(dāng)在政策方面給予一些支持：比如，行政審批優(yōu)先，評(píng)定各類獎(jiǎng)項(xiàng)時(shí)給予加分等一些方面提供便利條件。在經(jīng)濟(jì)方面政府可以對(duì)那些積極采用節(jié)能施工技術(shù)和方法，使用節(jié)能建材的企業(yè)通過(guò)減免稅收和財(cái)政補(bǔ)貼兩方面進(jìn)行經(jīng)濟(jì)鼓勵(lì)。通過(guò)這些途徑，使企業(yè)嘗到推行節(jié)能施工的甜頭，只有充分調(diào)動(dòng)了企業(yè)進(jìn)行接節(jié)能施工的積極性，才能更好的促進(jìn)節(jié)能施工的全面發(fā)展，并給其他未推行節(jié)能施工的企業(yè)起到模范、引領(lǐng)和示范的作用。
結(jié)束語(yǔ)：
隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的推動(dòng)，國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不斷提升，建筑規(guī)模也在不斷提高。未來(lái)發(fā)展過(guò)程中，如何有效推行資源節(jié)約、環(huán)境保護(hù)等為原則的節(jié)能施工，對(duì)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)化發(fā)展顯得極為重要。但是，從目前來(lái)看，我國(guó)在應(yīng)用節(jié)能施工中仍然存在許多障礙因素，這對(duì)節(jié)能施工的實(shí)施效果及廣度產(chǎn)生了嚴(yán)重影響。所以，如何保證施工節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用的效果是每位學(xué)者和實(shí)際工作者關(guān)注和研究的重要問(wèn)題。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：地磁檢測(cè)器；車輛檢測(cè)；趨勢(shì)
1 概述
隨著智能交通系統(tǒng)（特別是ATMS）的不斷發(fā)展，交通信息采集作為所有一切核心技術(shù)的開(kāi)端，對(duì)此的、穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性和簡(jiǎn)便性的要求越來(lái)越高。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為信息采集的新型技術(shù)，將其應(yīng)用于交通監(jiān)控領(lǐng)域中具有極佳的創(chuàng)新意義，并且應(yīng)用范圍十分廣泛。
2 車輛檢測(cè)技術(shù)國(guó)內(nèi)外的發(fā)展與現(xiàn)狀
2.1 交通檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展
近年來(lái)汽車企業(yè)飛速發(fā)展，汽車的保有量不斷的上升。路網(wǎng)容量低于汽車保有量從而導(dǎo)致城市越來(lái)越多的交通擁堵。智能交通系統(tǒng)（ITS），它將傳感器控制、通信傳輸、圖像識(shí)別等新興技術(shù)有效地結(jié)合起來(lái)，能夠準(zhǔn)確地實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)交通流量、車輛速度、車道占有率等交通信息，將交通信息加以分析再根據(jù)人們先前制定的指標(biāo)做出決策，引導(dǎo)智能交通。車輛檢測(cè)作為智能交通的重點(diǎn)研究領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)交通智能化的基礎(chǔ)車輛檢測(cè)方法很多，從傳感器的檢測(cè)方式可分為侵入式和非侵入式兩類。從這方面而言，交通狀態(tài)的獲取是實(shí)現(xiàn)所有科學(xué)調(diào)控的基礎(chǔ)和前提，同時(shí)能為智能交通管理提供強(qiáng)有利的數(shù)據(jù)支持。
無(wú)線地磁作為車輛識(shí)別的新興技術(shù)，其原理是將地磁傳感器安裝在路面上，通過(guò)低功率無(wú)線電技術(shù)連續(xù)不斷的向附近的接入點(diǎn)（AP）發(fā)送檢測(cè)數(shù)據(jù)，各向異性磁阻傳感器（anisotropicmagnetic resistive，AMR）利用阻值的差值對(duì)應(yīng)偏置電流和磁場(chǎng)矢量之間的夾角存在函數(shù)關(guān)系產(chǎn)生的變化來(lái)判斷有無(wú)車輛經(jīng)過(guò)。與傳統(tǒng)的地磁線圈相比具有安裝尺寸小、檢測(cè)精度高、穩(wěn)定持久、施工量小、抗干擾性強(qiáng)、使用壽命強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在信息采集技術(shù)汽車非常重要的作用。
2.2 地磁檢測(cè)在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用
我國(guó)的主要交通檢測(cè)技術(shù)是將感應(yīng)線圈鋪設(shè)在道路上，通過(guò)傳感器反饋的信息來(lái)實(shí)現(xiàn)車輛檢測(cè)。從非侵入式技術(shù)的魯棒性來(lái)看，該技術(shù)的魯棒性較低，受天氣影響較大，如雨雪等惡劣天氣對(duì)視頻和圖像處理能力的要求比較高使得這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)所受到限制。從工程角度來(lái)說(shuō)，感應(yīng)線圈的安裝需要對(duì)路面進(jìn)行切縫，從而使道路軟化損壞路面，并且由于感應(yīng)線圈的安裝與維護(hù)會(huì)暫時(shí)影響道路交通。
利用地磁檢測(cè)來(lái)統(tǒng)計(jì)交通數(shù)據(jù)獲得當(dāng)前的交通狀態(tài)，以此來(lái)指揮交通，解決交通擁堵的問(wèn)題是當(dāng)前應(yīng)用的重點(diǎn)。與此同時(shí)國(guó)內(nèi)部分研究將地磁檢測(cè)器與其他檢測(cè)器同時(shí)檢測(cè)，一方面驗(yàn)證檢測(cè)器數(shù)據(jù)的實(shí)用性，一方面提高設(shè)備的檢測(cè)精度，從而也考驗(yàn)了地磁車輛檢測(cè)器能否作為交通流量監(jiān)測(cè)的核心技術(shù)。
2.3 地磁檢測(cè)在國(guó)外的應(yīng)用
國(guó)外對(duì)城市智能交通系統(tǒng)相關(guān)的研究和應(yīng)用比較成熟，美國(guó)、歐洲和日本等發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)智能交通的研究發(fā)展比較深入。并將智能交通系統(tǒng)分為7大領(lǐng)域，這7個(gè)子系統(tǒng)都把交通狀態(tài)的獲取作為重要的基礎(chǔ)性工作。21世紀(jì)新一代的技術(shù)層出不窮，例如智能車輛聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)共享、無(wú)線傳感器以及近幾年流行的大數(shù)據(jù)可視化等技術(shù)。這為智能交通的研究、發(fā)展與推廣提供了新的方法和技術(shù)，帶來(lái)了新的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，這使得原本難以獲取大范圍交通狀態(tài)信息的問(wèn)題得到了很好的解決。
關(guān)于磁式無(wú)線車輛信息采集系統(tǒng)這項(xiàng)技術(shù)，已在SCATS（悉尼自適應(yīng)交通控制系統(tǒng)）、麥肯富頓、杰瑞電子、西門子等交通信號(hào)機(jī)成功對(duì)接，特別是在SCATS上這項(xiàng)技術(shù)比較成熟，系統(tǒng)性能也特別穩(wěn)定。
3 目前對(duì)于地磁車輛檢測(cè)技術(shù)的研究
3.1 基于SENSYS地磁檢測(cè)器的城市道路交通狀態(tài)分析
鄒矯等人在文章中提出基于利用SENSYS地磁檢測(cè)器對(duì)城市道路的交通狀態(tài)進(jìn)行判斷。并通過(guò)新的算法對(duì)采集的交通信息數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，判別單個(gè)車道的交通狀態(tài)，進(jìn)而通過(guò)決策樹(shù)法對(duì)所推測(cè)的路段進(jìn)行合理的交通控制。該文章進(jìn)一步指出地磁檢測(cè)器將逐步取代線圈檢測(cè)器成為一種先進(jìn)的檢測(cè)方式。
3.2 基于無(wú)線地磁檢測(cè)器的交通誘導(dǎo)系統(tǒng)建設(shè)
對(duì)無(wú)線地磁檢測(cè)技術(shù)做出了深入研究，該技術(shù)具有檢測(cè)精度高、施工量小、系統(tǒng)穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)、安裝簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，能及時(shí)有效的將檢測(cè)到的信息傳遞到指揮中心，經(jīng)過(guò)處理得出交通誘導(dǎo)決策。利用VMS將信息出去達(dá)到交通誘導(dǎo)作用。
4 地磁檢測(cè)實(shí)際應(yīng)用中的問(wèn)題及改善措施
4.1 應(yīng)用問(wèn)題
地磁檢測(cè)設(shè)備的應(yīng)用地區(qū)集中在發(fā)達(dá)沿海和平原城市。但在山地城市道路特征存在巨大不同，山地城市道路畸形不易鋪設(shè)設(shè)備而且坡陡彎急不利于地磁設(shè)備傳輸。與此同時(shí)山地城市交通流特性不同于平原城市，所以地磁檢測(cè)在山地城市檢測(cè)的精度需要進(jìn)一步研究。所以在以后的交通檢測(cè)技術(shù)研究當(dāng)中，如何克服檢地磁檢測(cè)這種檢測(cè)技術(shù)的缺點(diǎn)是研究發(fā)展的關(guān)鍵點(diǎn)。
現(xiàn)有的地磁檢測(cè)設(shè)備雖然對(duì)道路的破壞較小，但是仍然會(huì)對(duì)路面造成一定損壞。如何研究不用埋入地下的地磁檢測(cè)設(shè)備至關(guān)重要。在大型貨運(yùn)車和大型客車經(jīng)過(guò)的路段，由于車輛的壓力過(guò)大會(huì)對(duì)檢測(cè)設(shè)備造成巨大的壓力改變埋設(shè)地點(diǎn)和方向甚至破壞設(shè)備。地磁設(shè)備的供電方式存在缺陷?，F(xiàn)在市場(chǎng)的供電方式大多數(shù)都采用太陽(yáng)能供電。但是這種供電方式可靠性差，若是出現(xiàn)連續(xù)陰雨天氣就不能供電了。
4.2 改善措施
采用對(duì)比標(biāo)定的方式對(duì)地磁設(shè)備檢測(cè)器在山地城市的檢測(cè)精度進(jìn)行檢驗(yàn)與標(biāo)定。選取山地城市中具有代表性的地點(diǎn)如：陡坡、隧道、橋梁等地方同時(shí)采用雷達(dá)檢測(cè)設(shè)備和地磁檢測(cè)設(shè)備對(duì)車流測(cè)速。鑒于雷達(dá)測(cè)速精度較高可以作為標(biāo)準(zhǔn)樣板。將地磁設(shè)備作為標(biāo)定樣本對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)樣本采用數(shù)據(jù)擬合的方式找出標(biāo)定參數(shù)以此來(lái)對(duì)設(shè)備優(yōu)化。
5 結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，隨著交通系統(tǒng)的逐漸擴(kuò)大，對(duì)地磁檢測(cè)技術(shù)的研究也愈發(fā)的廣泛。利用地磁檢測(cè)來(lái)統(tǒng)計(jì)交通數(shù)據(jù)獲得當(dāng)前的交通狀態(tài)，以此來(lái)指揮交通，解決交通擁堵的問(wèn)題已廣泛開(kāi)展。所以在以后的交通檢測(cè)技術(shù)研究當(dāng)中，如何克服檢地磁檢測(cè)這種檢測(cè)技術(shù)的缺點(diǎn)是研究發(fā)展的關(guān)鍵點(diǎn)。
參考文獻(xiàn)
[1]肖揚(yáng)，謝玉明，徐大勇.基于二維小波變換的智能交通系統(tǒng)數(shù)據(jù)壓縮[J].計(jì)算機(jī)與數(shù)字工程，2005，33（2）12-15，75.
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關(guān)鍵詞： 虛擬手術(shù)；碰撞檢測(cè)；空間剖分；層次包圍盒
0 引言
虛擬手術(shù)是集醫(yī)學(xué)、生物力學(xué)、材料學(xué)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、虛擬現(xiàn)實(shí)等諸多學(xué)科為一體的交叉研究領(lǐng)域。虛擬手術(shù)在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用主要包括：手術(shù)計(jì)劃與過(guò)程模擬、術(shù)中導(dǎo)航與監(jiān)護(hù)、手術(shù)教學(xué)與訓(xùn)練等。碰撞檢測(cè)是虛擬手術(shù)系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)，貫穿于虛擬手術(shù)的整個(gè)過(guò)程。
虛擬手術(shù)系統(tǒng)中的對(duì)象根據(jù)材質(zhì)可分為剛體組織和軟件組織。骨骼、手術(shù)器械等屬于剛體組織，而人體的許多器官如肌肉、血管、肝臟等屬于軟體組織。以往大部分碰撞檢測(cè)的研究工作都是針對(duì)剛體對(duì)象的。與剛體相比較，軟體組織由于其特殊的物理性質(zhì)，在外力或某些操作的作用下會(huì)發(fā)生幾何形狀、位置甚至數(shù)量上的變化，因此基于軟體組織的碰撞檢測(cè)需要更詳細(xì)的信息和更多的處理。
最簡(jiǎn)單的碰撞檢測(cè)方法是對(duì)場(chǎng)景中的幾何元素進(jìn)行兩兩相交測(cè)試，其時(shí)間復(fù)雜度為O（n2），雖然這種方法可以得到正確的結(jié)果，但是當(dāng)場(chǎng)景中的幾何模型稍微增多些，其實(shí)時(shí)性便無(wú)法滿足實(shí)際的需求。為了盡可能地減少參與相交測(cè)試的幾何元素的數(shù)量，提高系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，目前碰撞檢測(cè)技術(shù)使用的主要算法有：層次包圍盒法，空間分割法，基于網(wǎng)格剖分的方法[1]。但是這些經(jīng)典的算法也都存在著構(gòu)造難度大、緊密性差、相交測(cè)試復(fù)雜、效率低等缺點(diǎn)。
本文采用空間剖分和層次包圍盒相結(jié)合的方法，簡(jiǎn)化了幾何信息的表示，進(jìn)行碰撞檢測(cè)時(shí)可排除明顯不相交的幾何元素，無(wú)法排除的再進(jìn)行精確相交檢測(cè)，從而減少計(jì)算量，加速碰撞檢測(cè)速度，提高系統(tǒng)實(shí)時(shí)性。
1 空間剖分技術(shù)
整個(gè)虛擬手術(shù)的場(chǎng)景空間遞歸的剖分成若干個(gè)網(wǎng)格單元，每一個(gè)幾何元素都屬于某個(gè)網(wǎng)格單元，處于同一網(wǎng)格單元內(nèi)的幾何元素才有相交的可能，不在同一網(wǎng)格單元的幾何元素一定不會(huì)相交。采用八叉樹(shù)的表示方法進(jìn)行空間剖分。即包含整個(gè)場(chǎng)景的立方體作為八叉樹(shù)的根節(jié)點(diǎn)，立方體的3條棱邊分別與x，y，z軸平行。遞歸的將立方體剖分為8個(gè)小塊，如圖1（a）所示，生成8個(gè)子節(jié)點(diǎn)，直到達(dá)到指定的剖分層次為止，如圖1（b）所示，每個(gè)葉節(jié)點(diǎn)包含有限個(gè)幾何元素。
進(jìn)行碰撞檢測(cè)時(shí)從八叉樹(shù)的根節(jié)點(diǎn)開(kāi)始，計(jì)算兩幾何元素是否屬于同一節(jié)點(diǎn)，如果不屬于同一節(jié)點(diǎn)則不相交，如果屬于同一節(jié)點(diǎn)，遞歸的到下一級(jí)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行檢查，直到發(fā)現(xiàn)兩幾何元素屬于同一葉節(jié)點(diǎn)，則需要進(jìn)一步使用層次包圍盒進(jìn)行檢查。
2 層次包圍盒
對(duì)于八叉樹(shù)的每個(gè)葉節(jié)點(diǎn)包含的幾何元素，建立層次包圍盒（Bounding Volume Hierarchy，BVH）。相對(duì)于單純的層次包圍盒技術(shù)，使用空間剖分與層次包圍盒相結(jié)合的方法進(jìn)行碰撞檢測(cè)，構(gòu)建的層次樹(shù)規(guī)模更小，計(jì)算量更少。層次包圍盒包括包圍盒和層次樹(shù)兩種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
2.1 包圍盒
包圍盒技術(shù)是減少相交檢測(cè)次數(shù)，降低碰撞檢測(cè)復(fù)雜度的一種有效的方法。其基本思想是用幾何形狀相對(duì)簡(jiǎn)單的封閉表面將一復(fù)雜幾何元素包裹起來(lái)，首先進(jìn)行包圍盒之間的相交測(cè)試，排除明顯不相交的幾何元素，無(wú)法排除的幾何元素，再進(jìn)一步進(jìn)行精確的相交測(cè)試，從而達(dá)到減少相交測(cè)試計(jì)算量的目的。常見(jiàn)的包圍盒類型有：包圍球（Bounding Sphere）、沿坐標(biāo)軸的包圍盒（Axis Aligned Bounding Box，AABB）、方向包圍盒（Oriented Bounding Box，OBB）。離散方向包圍盒（k-Discrete Orientation Polytopes，k-DOPs）等[2]，如圖2所示。
由于虛擬手術(shù)對(duì)實(shí)時(shí)性要求較高，本文選擇AABB型包圍盒，AABB是平行于坐標(biāo)軸的，包含幾何元素的最小正立方體。其優(yōu)點(diǎn)是：1）易于構(gòu)建，只需要計(jì)算所包含幾何元素的頂點(diǎn)的x，y，z坐標(biāo)的最大值和最小值，存儲(chǔ)6個(gè)浮點(diǎn)數(shù)即可；2）相交測(cè)試計(jì)算量小，相交測(cè)試時(shí)只需對(duì)兩個(gè)包圍盒在三個(gè)坐標(biāo)軸上的投影分別進(jìn)行比較，最多6次比較運(yùn)算即可。
2.2 包圍盒層次樹(shù)
包圍盒層次樹(shù)即包圍盒的層次結(jié)構(gòu)，層次樹(shù)的根節(jié)點(diǎn)包含某個(gè)八叉樹(shù)葉節(jié)點(diǎn)幾何元素的全集，向下逐層分裂，直到每個(gè)葉節(jié)點(diǎn)表示一個(gè)基本幾何元素。常用的構(gòu)建策略有自頂向下和自底向上兩種。
自頂向下的方法首先建立根結(jié)點(diǎn)，利用基于全集的信息遞歸地將每個(gè)節(jié)點(diǎn)分裂為兩個(gè)或多個(gè)子集，直至生成只包含一個(gè)基本圖元的葉結(jié)點(diǎn)為止，從而建立一棵自頂向下的包圍盒層次樹(shù)。此方法易于實(shí)現(xiàn)，技術(shù)成熟，但無(wú)法生成最佳樹(shù)。
自底向上的方法首先將基本幾何元素作為葉節(jié)點(diǎn)，利用局部信息遞歸的將兩個(gè)或多個(gè)子集組成新的父節(jié)點(diǎn)，直至生成樹(shù)的根節(jié)點(diǎn)。此方法能夠生成最佳樹(shù)，但層次樹(shù)的構(gòu)建過(guò)程較復(fù)雜，相關(guān)技術(shù)不夠成熟。
本文采用自頂向下的方法構(gòu)建包圍盒層次樹(shù)。進(jìn)行碰撞檢測(cè)時(shí)，從根節(jié)點(diǎn)開(kāi)始，對(duì)于兩個(gè)幾何元素，如果屬于不同包圍盒，且包圍盒不相交，則說(shuō)明幾何元素不相交，算法結(jié)束；如果兩個(gè)幾何元素屬于同一節(jié)點(diǎn)，或者各自所在的節(jié)點(diǎn)的包圍盒相交，則計(jì)算各自所在層次樹(shù)的下一級(jí)節(jié)點(diǎn)的包圍盒是否相交。以此類推，直到葉節(jié)點(diǎn)的兩個(gè)包圍盒也相交，則需要進(jìn)行精確相交檢測(cè)。
3 精確相交檢測(cè)
如果兩個(gè)包圍盒不相交，則兩個(gè)幾何元素一定不相交；如果包圍盒相交，則需要做進(jìn)一步的處理，以判斷兩個(gè)幾何元素是否相交。如果層次樹(shù)的葉節(jié)點(diǎn)表示的包圍盒也相交，則需要進(jìn)行兩個(gè)基本幾何元素（一般用三角形面片表示）的精確相交測(cè)試。其算法如下：
1）設(shè)兩個(gè)三角面片A和B，計(jì)算B的三條邊是否和A的包圍盒立方體相交，如果不相交則算法結(jié)束，否則計(jì)算A的三條邊是否和B的包圍盒相交，如果不相交則算法結(jié)束。
2）計(jì)算B的三條邊是否和A所在的平面相交，如果不相交則算法結(jié)束，否則計(jì)算B的邊和A所在平面的交點(diǎn)（有一個(gè)或兩個(gè)交點(diǎn)）。
3）B的邊與A所在平面的兩個(gè)交點(diǎn)連接成的線段l（兩個(gè)交點(diǎn)重合，則l為一個(gè)點(diǎn)），計(jì)算l是否與三角形面片A相交（l與A的邊相交或包含在三角形內(nèi)部）。不相交則算法結(jié)束，否則即可確定A與B真正相交。
4 結(jié)果分析
算法以心血管模型為研究對(duì)象，對(duì)虛擬手術(shù)中的碰撞檢測(cè)進(jìn)行模擬。分別采用層次包圍盒法，空間分割法、空間剖分和層次包圍盒相結(jié)合的方法進(jìn)行測(cè)試。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)使用了五組包含基本幾何元素?cái)?shù)量不同的場(chǎng)景，分別對(duì)其碰撞檢測(cè)所用時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如圖3所示。從測(cè)試結(jié)果可以看出，本文的方法可以減少碰撞檢測(cè)所用時(shí)間，提高了系統(tǒng)實(shí)時(shí)性和效率。
5 結(jié)論
虛擬手術(shù)是計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的重要應(yīng)用。碰撞檢測(cè)是虛擬手術(shù)系統(tǒng)的基本要素。本文提出了空間剖分和層次包圍盒相結(jié)合的方法簡(jiǎn)化了虛擬場(chǎng)景信息的表示，減少了碰撞檢測(cè)的計(jì)算量，從而能夠更好的滿足虛擬手術(shù)系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的要求。
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旋轉(zhuǎn)軸監(jiān)測(cè)主要分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種，靜態(tài)測(cè)試是指在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中利用測(cè)功機(jī)或者其他的實(shí)驗(yàn)設(shè)備對(duì)被測(cè)試軸進(jìn)行加載進(jìn)行的扭矩測(cè)試。動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)則是指將監(jiān)測(cè)設(shè)備安裝到實(shí)際運(yùn)行的設(shè)備(比如車輛的傳動(dòng)軸、水輪機(jī)主軸等等)中去，對(duì)設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中的狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)。對(duì)于靜態(tài)測(cè)試，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外的測(cè)試技術(shù)已經(jīng)非常成熟。而對(duì)于動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，由于旋轉(zhuǎn)軸特殊的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和復(fù)雜的工作環(huán)境，傳統(tǒng)的扭矩監(jiān)測(cè)手段并不能滿足要求，因此許多新型的監(jiān)測(cè)手段應(yīng)運(yùn)而生。
1.1集流環(huán)法
集流環(huán)法是將導(dǎo)電滑環(huán)裝配在軸上一起轉(zhuǎn)動(dòng)，在導(dǎo)電滑環(huán)上接上敏感元件(例如應(yīng)變片)，并利用圓形電極和炭刷的接觸將被測(cè)信號(hào)引出，從而完成旋轉(zhuǎn)軸工作過(guò)程中扭矩和其他狀態(tài)參數(shù)的測(cè)量和輸出。集流環(huán)原理簡(jiǎn)單，可以完成多種狀態(tài)參數(shù)的測(cè)量。但是由于滑環(huán)與電刷的互相摩擦，會(huì)帶來(lái)很多缺點(diǎn)。主要表現(xiàn)為:
1)集流環(huán)的觸頭長(zhǎng)時(shí)間與導(dǎo)電滑環(huán)摩擦非常容易產(chǎn)生磨損，并且會(huì)造成接觸電阻阻值的變化，從而影響測(cè)試精度。
2)集流環(huán)體積較大，安裝困難、負(fù)載效應(yīng)較大。
3)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生較大噪聲，在影響測(cè)試系統(tǒng)本身的同時(shí)會(huì)對(duì)被測(cè)軸和其他部件產(chǎn)生較大影響。
1.2基于光柵扭矩傳感器的扭矩監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
旋轉(zhuǎn)軸在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中會(huì)在扭矩的作用下發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形，因此可以利用光敏傳感器采集扭轉(zhuǎn)變形信號(hào)，從而完成扭矩的測(cè)量。在旋轉(zhuǎn)軸上固定兩塊開(kāi)孔數(shù)完全相同的圓盤形光柵，并把光電元件和光源安置在兩片光柵兩側(cè)，軸在不受力狀態(tài)下兩片光柵的明暗條紋是錯(cuò)開(kāi)的［2］，光線不能穿過(guò)光柵，光電元件上沒(méi)有輸出信號(hào);軸在受到扭矩作用時(shí)，兩個(gè)圓盤形光柵所在軸截面會(huì)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形，明暗條紋部分重合，光線穿過(guò)光柵照到光電元件上，使其輸出信號(hào)［3－4］。輸出信號(hào)大小隨著扭轉(zhuǎn)變形的增大而增大，配合測(cè)試電路便可以完成扭矩的測(cè)量。2005年重慶大學(xué)的喻洪麟教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種新型光柵扭矩傳感器，并研制了一套水輪機(jī)主軸扭矩在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。光電式扭矩測(cè)量法的優(yōu)點(diǎn)是響應(yīng)速度快，測(cè)量精度高。但是其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、安裝困難和抗干擾性差的缺點(diǎn)使其并不能滿足復(fù)雜環(huán)境下車輛內(nèi)部傳動(dòng)軸的監(jiān)測(cè)要求。
1.3基于電磁法的扭矩監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
利用電磁原理完成扭矩的監(jiān)測(cè)是現(xiàn)在工業(yè)上采用較多的一種方法。電磁法根據(jù)被測(cè)量的不同可分為基于扭矩和扭轉(zhuǎn)角關(guān)系的扭矩監(jiān)測(cè)方法和利用壓磁效應(yīng)原理的扭矩監(jiān)測(cè)方法。前者通常利用磁鼓原理完成旋轉(zhuǎn)軸扭轉(zhuǎn)角的測(cè)量，跟光電法類似，通過(guò)測(cè)量角位移完成扭矩的測(cè)量。早在1990年，日本日立研究室的研究人員就研制了利用磁鼓原理制作的扭矩測(cè)試系統(tǒng)。測(cè)量精度可以達(dá)到±0．7%［5］。在傳動(dòng)軸上相距一定距離上安裝兩個(gè)碼盤，在碼盤周圍覆蓋著磁墨或者其他的磁性材料，并利用相同的磁頭將這些磁性材料磁化，形成許多等間隔的磁極，共同組成磁鼓編碼器。利用具有磁致伸縮效應(yīng)的材料制成磁傳感器采集兩個(gè)碼盤之間的相對(duì)扭轉(zhuǎn)角，完成扭矩的測(cè)量。基于壓磁原理的扭矩測(cè)試系統(tǒng)主要利用非晶態(tài)軟磁的磁致伸縮效應(yīng)完成應(yīng)變信號(hào)到電信號(hào)的轉(zhuǎn)換。磁致伸縮效應(yīng)是指具有該效應(yīng)的合金長(zhǎng)度將隨著外界磁場(chǎng)的改變而改變，反之，若存在外力使合金發(fā)生形變，則合金的磁導(dǎo)率會(huì)隨之改變。將具有該效應(yīng)的涂料均勻涂抹在軸上，在軸旋轉(zhuǎn)時(shí)涂層會(huì)在扭矩的作用下發(fā)生形變，磁導(dǎo)率會(huì)隨著應(yīng)變的的變化而發(fā)生改變，對(duì)其進(jìn)行采集便可完成扭矩的測(cè)量。日本福岡九州大學(xué)在1982年成功利用磁致伸縮效應(yīng)，研制了具有新型磁頭型扭矩傳感器的扭矩監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。電磁法測(cè)量精度高，抗電磁干擾性強(qiáng)，信號(hào)穩(wěn)定。但是其傳感器成本高，而且傳感器安裝困難，使電磁法在旋轉(zhuǎn)軸在線監(jiān)測(cè)的應(yīng)用中具有一定的局限性。
1.4存儲(chǔ)式扭矩監(jiān)測(cè)技術(shù)
存儲(chǔ)式監(jiān)測(cè)技術(shù)是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生的一種較為新穎的監(jiān)測(cè)手段。其基本流程是將嵌入存儲(chǔ)器件的監(jiān)測(cè)裝置與被測(cè)部件有機(jī)的結(jié)合到一起，部件工作過(guò)程中，完成部件各狀態(tài)參數(shù)的測(cè)試，并將數(shù)據(jù)存入存儲(chǔ)器件。測(cè)試完成后，從存儲(chǔ)器件中將數(shù)據(jù)導(dǎo)入計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析處理。華北工學(xué)院利用存儲(chǔ)式扭矩測(cè)量方法完成了汽車發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸實(shí)車扭矩的測(cè)試工作，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸附近電磁干擾強(qiáng)，說(shuō)明存儲(chǔ)法具有安裝使用簡(jiǎn)便和抗干擾性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)［9］。但是存儲(chǔ)法不能實(shí)時(shí)觀察數(shù)據(jù)情況，且只能離線分析數(shù)據(jù)，并不能稱之為真正意義上的在線監(jiān)測(cè)，在使用中具有一定局限性。
1.5基于無(wú)線電遙測(cè)的扭矩監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
近年來(lái)，隨著無(wú)線電技術(shù)的不斷發(fā)展，無(wú)線電遙測(cè)開(kāi)始出現(xiàn)在機(jī)械行業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域。無(wú)線電數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕驹硎峭ㄟ^(guò)調(diào)制后將被測(cè)信號(hào)附加在某種載波信號(hào)上形成調(diào)制波，并通過(guò)天線將調(diào)制波發(fā)送出去。接收端接收到調(diào)制波后經(jīng)過(guò)解調(diào)后將被測(cè)信號(hào)還原。依據(jù)載波頻率的不同，可以分為紅外通信和射頻通信。前者的載波頻率位于紅外IR波段，而后者則位于射頻RF波段。1994年，來(lái)自蘇州大學(xué)工學(xué)院的科研團(tuán)隊(duì)利用無(wú)線電遙測(cè)技術(shù)，研制了微型遙測(cè)扭矩監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。國(guó)外的BentlyNevad公司正在進(jìn)行一種叫做Torximitor的非接觸扭矩傳感器，并利用其構(gòu)建非接觸式扭矩監(jiān)測(cè)與采集系統(tǒng)，該傳感器便是利用紅外發(fā)光二極管與光電晶體管完成數(shù)據(jù)通信。紅外傳輸和射頻傳輸具有以下特點(diǎn):
1)紅外傳輸沒(méi)有復(fù)雜的通信協(xié)議，傳輸速率快。且發(fā)射器一般采用發(fā)光二極管，接收器一般采用硅光二極管，成本低廉，器件尺寸小，方便安裝［10］。
2)紅外光與可見(jiàn)光波長(zhǎng)相似，在傳播過(guò)程中同樣能夠發(fā)生發(fā)射和漫反射，同時(shí)與可見(jiàn)光一樣，紅外光不可以穿透墻壁，在一定程度上增加了紅外數(shù)據(jù)傳輸?shù)谋Ｃ苄浴?/p>
3)紅外光譜的波長(zhǎng)范圍很寬，在世界范圍都通用，使用不會(huì)受到帶寬限制，具有相當(dāng)大的傳輸速率。同時(shí)，紅外數(shù)據(jù)傳輸也具有一些無(wú)法克服的缺點(diǎn)。首先，紅外光(780～950)nm對(duì)人的眼睛有灼傷作用，具有一定的安全隱患;其次，紅外光很容易受到環(huán)境光線(如太陽(yáng)光)的影響，抗干擾性較差;同時(shí)，紅外數(shù)據(jù)傳輸功耗較大，在一些要求低功耗場(chǎng)合(例如電池供電或采用非接觸供電方式時(shí))使用具有一定的局限。射頻傳輸器件價(jià)格較為昂貴，使用過(guò)程比紅外傳輸復(fù)雜。其具有復(fù)雜的通信協(xié)議，雖然使數(shù)據(jù)帶寬受到一定限制，但復(fù)雜的校驗(yàn)算法可以保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。同時(shí)，射頻傳輸不會(huì)受到距離和環(huán)境的限制，使用靈活方便。
1．6基于非接觸供電和無(wú)線遙測(cè)技術(shù)扭矩在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
近年來(lái)，非接觸供電技術(shù)不斷應(yīng)用到工程實(shí)踐當(dāng)中，裝甲兵工程學(xué)院的丁闖等人將非接觸供電技術(shù)引入到旋轉(zhuǎn)軸在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，該供電平臺(tái)采用電磁感應(yīng)原理研發(fā)而成，通過(guò)初級(jí)和次級(jí)線圈的相互耦合，實(shí)現(xiàn)了非接觸的電能傳輸，為實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)軸扭矩長(zhǎng)期實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)提供了可能。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)利用在旋轉(zhuǎn)軸上粘貼應(yīng)變片的方法完成應(yīng)變到電壓信號(hào)的轉(zhuǎn)變，后經(jīng)信號(hào)調(diào)理電路以及A/D轉(zhuǎn)換后被單片機(jī)獲取，利用霍爾開(kāi)關(guān)傳感器完成旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速的測(cè)量，應(yīng)變和轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)通過(guò)射頻傳輸?shù)缴衔粰C(jī)的綜合監(jiān)測(cè)平臺(tái)上。所有軸上的測(cè)試設(shè)備的供電均由基于電磁感應(yīng)原理的非接觸供電平臺(tái)提供。
1.7基于微帶天線的能量傳輸技術(shù)的扭矩監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
北京科技大學(xué)的張雪松等人對(duì)基于無(wú)線能量傳輸?shù)呐ぞ乇O(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了研究。該系統(tǒng)通過(guò)分散式的微帶天線完成能量與信號(hào)的傳輸。該系統(tǒng)的基本原理是利用微波進(jìn)行能量傳輸，功率源通過(guò)發(fā)射天線向外輻射微波，接收天線接收后經(jīng)過(guò)整流濾波為系統(tǒng)供電。系統(tǒng)采用分散式天線進(jìn)行能量傳輸，將裝有多個(gè)接收天線的受電環(huán)安裝在軸上隨軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，將軸穿過(guò)由多個(gè)發(fā)射天線和功率源組成的供電環(huán)，并與軸上的受電環(huán)對(duì)齊，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)電路的電能供給。分散式傳輸可以避免功率分配器工作時(shí)產(chǎn)生的大量損耗，分散式的天線同時(shí)降低了制造和安裝的難度，該方案為解決旋轉(zhuǎn)軸長(zhǎng)期在線監(jiān)測(cè)所需電能的問(wèn)題提供了新的思路和方法，但利用微波輻射完成非接觸供電的傳遞功率和效率還較低。
2結(jié)論