土木工程测试技术PPT幻灯片
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土木工程实验技术(结构桥梁)PPT培训课件
结构动载试验的特点：
➢ 施加在结构上的荷载（大小、方向）随时间连续变化； ➢ 结构在动载下的反应与结构自身的动力特性密切相关； ➢ 动力条件下，结构的承载能力和使用性能的要求发生变化； ➢ 材料的力学性能随加载速度而变化，加载设备、试验方法不同。
土木工程学院
土木工程实验技术
4.2 结构动载试验的仪器仪表
m[xr (t) xA(t)] cxr (t) kxr (t) 0
2
xr
(t
)
2
0
xr
(t
)
02
xWAr
(t
)
W0
xA
(t
)
xA
1
阻尼比
传感器的固有频率
0
假0 定：1
x2 A (t)3
X4 A
sin5At 6
-1
求解有：
-2
7
xA8
(t)
9
X
A
2
A
sin
AtBiblioteka 频率比=wA/w0相位角
2 1
x (t) e ( A e A e ) 0t
j0t 1 2
Stjead0yt re1spons2e
r
1
2 Total response
2 (1 2 )2 (2 )2
X A sin(At )
0 0
1
transient 瞬态解 2与初3始条件4 有关5 ，且6随时间7 衰减8
Steady state 稳态解 9 主要利用稳态解的特性，有以下三种情况：
结构动载中，结构反应的基本变量为：速度、加速度、动位移和动应变等
被测信号连续变化，无法人工测量和记录
动态信号
《土木工程测试技术》课件
《土木工程测试技术》 PPT课件
土木工程测试技术在现代建筑工程中起着重要的作用。本课件将介绍土木工 程测试技术的概述以及在建筑、土方和基础工程中的应用领域。
概述
什么是土木工程测试技术？
土木工程测试技术是通过对建筑物、材料、土方和基础等进行测试以确保其质量和安全性。
常见的土木工程测试技术有哪些？
常见的测试技术包括结构监测、变形监测、温度和湿度监测等。
土工程测试技术的应用领域是什么？
土工程测试技术主要应用于建筑、土方和基础工程的施工过程中。
建筑物结构测试技术
1
结构监测
通过对建筑物结构进行监测，以确保其稳定性和安全性。
2
变形监测
利用测试技术对建筑物的变形进行监测，以预防结构问题的发生。
3
温度和湿度监测
对建筑物进行温度和湿度监测，以确保室内环境的舒适性和建筑材料的稳定性。
需要专业人员掌握先进的测试技术以应对复杂的工程需求。
2 土体渗透性测试
通过对土体渗透性的测试，了解土方工程中水流的情况，预防水灾和土壤侵蚀。
3 土体动力学测试
对土体的动力学特性进行测试，以评估土方工程施工过程中的稳定性和
通过对地基的承载力进行测试， 以评估基础工程的稳定性和承 重能力。
地基稳定性测试
对地基的稳定性进行测试，以 确保基础工程在不同环境下的 稳定性。
建筑物材料测试技术
混凝土质量检测
通过对混凝土的强度进行测试， 确保混凝土符合建筑要求。
沥青质量检测
对沥青的质量进行检测，以确保 道路表面的平整和耐久性。
钢筋质量检测
通过对钢筋进行测试，确保钢筋 的质量满足结构设计要求。
土方工程测试技术
1 土壤、岩石力学特性测试
土木工程测试技术在现代建筑工程中起着重要的作用。本课件将介绍土木工 程测试技术的概述以及在建筑、土方和基础工程中的应用领域。
概述
什么是土木工程测试技术？
土木工程测试技术是通过对建筑物、材料、土方和基础等进行测试以确保其质量和安全性。
常见的土木工程测试技术有哪些？
常见的测试技术包括结构监测、变形监测、温度和湿度监测等。
土工程测试技术的应用领域是什么？
土工程测试技术主要应用于建筑、土方和基础工程的施工过程中。
建筑物结构测试技术
1
结构监测
通过对建筑物结构进行监测，以确保其稳定性和安全性。
2
变形监测
利用测试技术对建筑物的变形进行监测，以预防结构问题的发生。
3
温度和湿度监测
对建筑物进行温度和湿度监测，以确保室内环境的舒适性和建筑材料的稳定性。
需要专业人员掌握先进的测试技术以应对复杂的工程需求。
2 土体渗透性测试
通过对土体渗透性的测试，了解土方工程中水流的情况，预防水灾和土壤侵蚀。
3 土体动力学测试
对土体的动力学特性进行测试，以评估土方工程施工过程中的稳定性和
通过对地基的承载力进行测试， 以评估基础工程的稳定性和承 重能力。
地基稳定性测试
对地基的稳定性进行测试，以 确保基础工程在不同环境下的 稳定性。
建筑物材料测试技术
混凝土质量检测
通过对混凝土的强度进行测试， 确保混凝土符合建筑要求。
沥青质量检测
对沥青的质量进行检测，以确保 道路表面的平整和耐久性。
钢筋质量检测
通过对钢筋进行测试，确保钢筋 的质量满足结构设计要求。
土方工程测试技术
1 土壤、岩石力学特性测试
土木工程测试技术 2014PPT课件
防灾科学与安全技术研究所
CSU
目录
第一章 绪论 第二章 测试技术传感器基础 第三章 混凝土测方法 第四章 混凝土缺陷的超声检测探伤及声发射诊断 第五章 混凝土测温技术 第六章 应变测量及应用 第七章 超声检测仪及智能超声检测仪开发技术 第八章 土木工程测试数据处理方法 第九章 土木工程测试应用实例
2013.10
传统的破损检测方法更为突出
➢ 已成为工程事故的检测和分析手段之一，而且正在成为工程质 量控制和构筑物使用过程中可靠性监控的一种工具
➢ 伴随着电子技术的不断进步，仪器处理能力得到提高，模糊聚 类分析、神经网络甚至人工智能等先进的数据处理手段将得到 更广泛的应用，使其能进行快速的、大量信息的处理，使检测 结果更加可靠、检测水平不断提高
• 机械工程
• 信息学科：自动化、电子工程、计算机技术、人工智能电路与 系统（信号处理)等
2013.10
防灾科学与安全技术研究所
CSU
1.2 土木工程测试技术体系结构
2、先进无损检测技术
➢无损检测是在不损伤材料和成品的条件下研究其内部和表面有无缺陷的手 段 ➢无损检测技术在很大程度上是一种信息技术，它是一个获取信号、提取信
2013.10
防灾科学与安全技术研究所
1.3.2 无损检测技术的应用
CSU
➢ 无损检测技术可直接检验结构物的混凝土强度、缺陷及其他物 理力学性能指标，可以确保结构质量，节约材料，提高劳动生 产率和加快施工进度
➢ 特别适用于确定不利条件(火灾、冰冻、超载、地震、各种化学 介质的侵蚀等等)下混凝土的损害程度，研究和评价同一试样随 时间而变异的各种能，在这些方面，无损检测方法的优越性较
（4）无损检测结果评定
➢ 按国家标准GBJ107-87（试件、试块）
CSU
目录
第一章 绪论 第二章 测试技术传感器基础 第三章 混凝土测方法 第四章 混凝土缺陷的超声检测探伤及声发射诊断 第五章 混凝土测温技术 第六章 应变测量及应用 第七章 超声检测仪及智能超声检测仪开发技术 第八章 土木工程测试数据处理方法 第九章 土木工程测试应用实例
2013.10
传统的破损检测方法更为突出
➢ 已成为工程事故的检测和分析手段之一，而且正在成为工程质 量控制和构筑物使用过程中可靠性监控的一种工具
➢ 伴随着电子技术的不断进步，仪器处理能力得到提高，模糊聚 类分析、神经网络甚至人工智能等先进的数据处理手段将得到 更广泛的应用，使其能进行快速的、大量信息的处理，使检测 结果更加可靠、检测水平不断提高
• 机械工程
• 信息学科：自动化、电子工程、计算机技术、人工智能电路与 系统（信号处理)等
2013.10
防灾科学与安全技术研究所
CSU
1.2 土木工程测试技术体系结构
2、先进无损检测技术
➢无损检测是在不损伤材料和成品的条件下研究其内部和表面有无缺陷的手 段 ➢无损检测技术在很大程度上是一种信息技术，它是一个获取信号、提取信
2013.10
防灾科学与安全技术研究所
1.3.2 无损检测技术的应用
CSU
➢ 无损检测技术可直接检验结构物的混凝土强度、缺陷及其他物 理力学性能指标，可以确保结构质量，节约材料，提高劳动生 产率和加快施工进度
➢ 特别适用于确定不利条件(火灾、冰冻、超载、地震、各种化学 介质的侵蚀等等)下混凝土的损害程度，研究和评价同一试样随 时间而变异的各种能，在这些方面，无损检测方法的优越性较
（4）无损检测结果评定
➢ 按国家标准GBJ107-87（试件、试块）
土木工程无损检测第一章教学PPT
相对较高。
对非金属材料和复合材料的检测效果有限
02 无损检测主要适用于金属材料的检测，对于非金属材
料和复合材料的检测效果可能不太理想。
对小型和微小缺陷的检测能力有限
03
无损检测对于小型和微小缺陷的检测能力有限，有时
需要采用其他方法进行补充检测。
03 土木工程中无损检测的应 用
混凝土结构无损检测
混凝土强度检测
无损检测的未来发展趋势
1 2
技术创新
随着科技的不断进步，无损检测技术将不断革新， 如智能化、自动化和远程化等技术的应用将更加 广泛。
多元化发展
无损检测技术将朝着多元化方向发展，以满足不 同领域和不同结构形式的检测需求。
3
标准化与规范化
随着无损检测技术的广泛应用，相关的标准和规 范将不断完善，以提高检测结果的准确性和可靠 性。
无损检测实践操作流程
检测前准备
确定检测对象、选择合适的检测方法、准备必要的设备 和器材。
数据处理与分析
对采集到的数据进行处理、分析和解读，以评估结构的 完整性、性能和安全性。
ABCD
检测实施
根据实际情况，采用适当的无损检测技术，如超声波检 测、射线检测、磁粉检测等。
报告编制
根据检测结果，编制详细的检测报告，包括数据记录、 分析结果和结论建议。
通过非破损方法测定混凝土的 抗压强度，如回弹法、超声波
法等。
混凝土内部缺陷检测
利用超声波、X射线等技术检测 混凝土内部的空洞、不密实区 等缺陷。
混凝土裂缝检测
通过观察混凝土表面及使用传 感器等方法检测裂缝的位置、 长度和深度。
混凝土耐久性评估
通过测定混凝土的碳化深度、 氯离子含量等参数，评估混凝
土木工程测量学ppt课件
❖ 一. 主要任务 勘测设计阶段——建立测图控制网 施工建造阶段——建立施工控制网 运营管理阶段——建立变形监测网
❖ 二. 控制网的作用 细部测量的基础， 限制误差的传递和积累
4
第二节 铁路公路工程测量的内容
❖ 铁路公路工程的特点： 属于国家基本建设，投资可观，规模宏
大，内容复杂。 ❖ 测量工作特点：
初步设计要对一切有价值的方案进行研究比选，通 过经济、技术等方面的比较，提出一个推荐方案。做 到基本稳定线路方案，为下一阶段的工作打好基础。
7
3. 定测和施工设计阶段
定测是为施工设计而做的测量工作。任务： ❖ １.将初步设计确定的线路中线测设到地面上。 ❖ ２.详细测绘线路纵横断面。 ❖ ３.重点工程工点地形图测绘等。
程物位置。
5.竣工测量—检查工程物的位置、形状、 尺寸。
9
三. 运营管理阶段 ❖ 1. 线路复测——为线路大修、改造
提供资料
❖ 2. 结构变形观测——确认结构的安 全稳定
10
6
2. 初测和初步设计阶段
初测是为初步设计而做的测绘工作。测量任务：
❖ １.布设控制网（初测导线，初测水准点）
❖ ２.测绘大比例尺地形图
❖ ３.测绘断面图
初步设计：根据带状地形图和各种初测资料，确 定各种方案的线路中线位置（称为纸上定线），确定 线路、桥涵、隧道等工程物的走向、位置和形式等， 并作出工程概算。
土木工程测量学教程
1
第一章 绪论
本课程的任务：
1. 掌握控制测量外业观测方法和内业数 据处理方法
2. 掌握线路、桥梁、隧道测设的方法和 相关计算
3. 了解建筑物变形观测的意义和内容
2
土木工程建设的一般程序
❖ 二. 控制网的作用 细部测量的基础， 限制误差的传递和积累
4
第二节 铁路公路工程测量的内容
❖ 铁路公路工程的特点： 属于国家基本建设，投资可观，规模宏
大，内容复杂。 ❖ 测量工作特点：
初步设计要对一切有价值的方案进行研究比选，通 过经济、技术等方面的比较，提出一个推荐方案。做 到基本稳定线路方案，为下一阶段的工作打好基础。
7
3. 定测和施工设计阶段
定测是为施工设计而做的测量工作。任务： ❖ １.将初步设计确定的线路中线测设到地面上。 ❖ ２.详细测绘线路纵横断面。 ❖ ３.重点工程工点地形图测绘等。
程物位置。
5.竣工测量—检查工程物的位置、形状、 尺寸。
9
三. 运营管理阶段 ❖ 1. 线路复测——为线路大修、改造
提供资料
❖ 2. 结构变形观测——确认结构的安 全稳定
10
6
2. 初测和初步设计阶段
初测是为初步设计而做的测绘工作。测量任务：
❖ １.布设控制网（初测导线，初测水准点）
❖ ２.测绘大比例尺地形图
❖ ３.测绘断面图
初步设计：根据带状地形图和各种初测资料，确 定各种方案的线路中线位置（称为纸上定线），确定 线路、桥涵、隧道等工程物的走向、位置和形式等， 并作出工程概算。
土木工程测量学教程
1
第一章 绪论
本课程的任务：
1. 掌握控制测量外业观测方法和内业数 据处理方法
2. 掌握线路、桥梁、隧道测设的方法和 相关计算
3. 了解建筑物变形观测的意义和内容
2
土木工程建设的一般程序
土木工程结构试验与检测技术试验量测技术与量测仪表PPT51页
10、一个人应该：活泼而守纪律，天 真而不 幼稚， 勇敢而 鲁莽， 倔强而 有原则 ，热情 而不冲 动，乐 观而不 盲目。 ——马 克思
谢谢你的阅读
❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
土木工程结构试验与检 测技术试验量测技术与
量测仪表
6、纪律是自由的第一条件。——黑格 尔 7、纪律是集体的面貌，集体的声音， 集体的 动作， 集体的 表情， 集体的 信念。 ——马 卡连柯
8、我们现在必须完全保持党的纪律， 否则一 切都会 陷入污 泥中。 ——马 克思 9、学校没有纪律便如磨坊没有水。— —夸美 纽斯
谢谢你的阅读
❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
土木工程结构试验与检 测技术试验量测技术与
量测仪表
6、纪律是自由的第一条件。——黑格 尔 7、纪律是集体的面貌，集体的声音， 集体的 动作， 集体的 表情， 集体的 信念。 ——马 卡连柯
8、我们现在必须完全保持党的纪律， 否则一 切都会 陷入污 泥中。 ——马 克思 9、学校没有纪律便如磨坊没有水。— —夸美 纽斯
土木工程测量PPT课件
• 天文地理坐标又称天文坐标，表示地面点在大地水准面上的位置，它的基 准是铅垂线和大地水准面，它用天文经度(astronomical longitude)λ和天 文纬度φ(astronomical latitude)两个参数来表示地面点在球面上的位置。
• 过地面上任一点P的铅垂线与地球旋转轴NS所组成的平面称为该点的天文 子午面(astronomical meridian plane)，天文子午面与大地水准面的交线 称为天文子午线(astronomical meridian)，也称经线。称过英国格林尼治 天文台G的天文子午面为第首5页子/午共2面2页(In tern ation al merid ian plane)。
• 测量在国民经济建设中的应用：
• (1) 城市规划、给水排水、煤气管道、工业厂房和高层建筑建设的测量 工作
• 1)设计阶段：测绘各种比例尺的地形图，供结构物的平面及竖向设计使用；
• 2) 施工阶段：将设计结构物的平面位置和高程在实地标定出来，作为施 工的依据；
• 3)工程完工后：测绘竣工图，供日后扩建、改建、维修和城市管理应用， 对某些重要的建筑物或构筑物在建设中和建成以后都需要进行变形观测， 以保证建筑物的安全。
第8页/共22页
第9页/共22页
• 距离变形过大对于测绘大比例尺地形图和施工测量是极不方便的。减小投 影带边缘位置距离பைடு நூலகம்形的方法之一就是缩小投影带的带宽，例如可以选择 统一3°带或以城市中心某点的子午线为中央子午线(任意带)进行投影，其 中统一3°带中央子午线经度与投影带号的关系为
第10页/共22页
• 可以应用天文测量方法测定地面点的天文经度和天文纬度。例如广州地区 的概略天文地理坐标为东经113°18′，北纬23°07′。
• 过地面上任一点P的铅垂线与地球旋转轴NS所组成的平面称为该点的天文 子午面(astronomical meridian plane)，天文子午面与大地水准面的交线 称为天文子午线(astronomical meridian)，也称经线。称过英国格林尼治 天文台G的天文子午面为第首5页子/午共2面2页(In tern ation al merid ian plane)。
• 测量在国民经济建设中的应用：
• (1) 城市规划、给水排水、煤气管道、工业厂房和高层建筑建设的测量 工作
• 1)设计阶段：测绘各种比例尺的地形图，供结构物的平面及竖向设计使用；
• 2) 施工阶段：将设计结构物的平面位置和高程在实地标定出来，作为施 工的依据；
• 3)工程完工后：测绘竣工图，供日后扩建、改建、维修和城市管理应用， 对某些重要的建筑物或构筑物在建设中和建成以后都需要进行变形观测， 以保证建筑物的安全。
第8页/共22页
第9页/共22页
• 距离变形过大对于测绘大比例尺地形图和施工测量是极不方便的。减小投 影带边缘位置距离பைடு நூலகம்形的方法之一就是缩小投影带的带宽，例如可以选择 统一3°带或以城市中心某点的子午线为中央子午线(任意带)进行投影，其 中统一3°带中央子午线经度与投影带号的关系为
第10页/共22页
• 可以应用天文测量方法测定地面点的天文经度和天文纬度。例如广州地区 的概略天文地理坐标为东经113°18′，北纬23°07′。
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2011.09
防灾科学与安全技术研究所
（2） 缺陷的无损检测方法 1）超声脉冲法 2）脉冲回波法 3）雷达扫描法 4）红外热谱法 5）声发射技术
（3） 针对其他性能的无损检测方法 1）共振法 2）敲击法 3）磁测法 4）电测法 5）微波吸收法 6）中子散射法
2011.09
防灾科学与安全技术研究所
2011.09
防灾科学与安全技术研究所
4）联想记忆功能 5）自动提取特征参数 6）鲁棒性（容错性） 土木工程应用可行性分析： 1）专家系统成为工程设计中必不可少的工具,但专 系统存在一些缺陷,神经网络的上述特点正好可阶级解决 这些问题; 2）在损伤诊断中通过损伤模式匹配和特征参数的自动 提取来成立复杂的非线性、不确定性问题。
4、先进测试数据处理方法
测试数据误差处理、回归分析；先进测试数据处理方法：神经 网络、遗传算法等
2011.09
防灾科学与安全技术研究所
1）半破损检测：拨出法、钻芯法 2）非破损检测（无损检测）：超声法、声表面波、射
线法等。 1934年，提出金属脉冲声波探伤； 1949，英国的R.Jones,中国，杨叔子院士，钢丝绳探 伤，缆索探伤(《中国索道》）。电涡流检测：大型发 电机等旋转机械的探伤：飞机、汽车、电站设备（株 洲608所） 非金属探伤：混凝土、木材：NM系列超声检测分析 仪——北京市政工程研究院——康科瑞公司Koncrete 东方振动噪声研究所-应怀僬（INV）英雄卡泰
2011.09
防灾科学与安全技术研究所
第二章 智能传感器技术基础
2.1传感器的基本原理 2.2智能传感器的特性 2.3土木工程测试传感器应用 2.4无线传感器网络
2011.08
防灾科学与安全技术研究所
第二章 智能传感器技术基础
2.1传感器的基本原理
2.1.1 传感器的定义
国家标准GB7665-87对传感器下的定义是：“能感受规定的被测量 并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件 和转换元件组成”。 传感器的定义包含了下面四个方面的含意[1]： （1）传感器是测量装置，能完成信号获取任务； （2）它的输入量是某一被测量，可能是物理量，也可能是化学量、 生物量等； （3）它的输出量是某种物理量，这种量要便于传输、转换、处理、 显示等，这种量 可以是气、光、电量，但主要是电量； （4）输出输入有对应关系，且应有一定的精确度。
2011.09
防灾科学与安全技术研究所
1.5 课程在土木工程中的地位
（1）土木工程防灾与安全学科群的概念 以防灾减灾工程及防护工程学科为核心二级学科，此
外还包括边缘交叉学科消防工程二级学科以及桥梁与隧 道工程、结构工程和岩土工程等土木工程领域传统的优 势学科的安全与防灾研究方向。 （2）课程由来及发展
【4】刘君华.智能传感器系统.西安电子科技大学出版社, 1999
2011.09
防灾科学与安全技术研究所
1.6 课程章节
第一章 综述 第二章 测试技术传感器基础 第三章 土木工程无损检测测试方法及仪器设备 第四章 结构混凝土强度的测试方法 第五章 混凝土缺陷的超声脉冲探伤及声发射诊断 第六章 混凝土测温技术 第七章 应变测量及应用 第八章 超声波测试原理及智能超声仪开发技术 第九章 结构损伤测试的数据处理方法 第十章 结构损伤测试实例
2）PSD判据（斜率与差值乘积） 湖南大学吴慧敏教授提出
3）NFP判据（多因素概率法） 4）多因素模糊综合判据
1.3.5 神经网络在土木工程中应用 （1）神经网络在土木工程中应用的可行性 神经网络的特点：
1）分布式存储信息：网络结构和连接权 2）自适应性：自学习、自组织、泛化和训练 3）并行性：每一神经元独立，各神经元并行 处理
即是按此目标实行。 （4）教材编写规划
参考教材历史： 【1】吴慧敏编.《结构混凝土现场检测新技术-混凝土非破损检测》 第二版，湖南大学出版社，1998 【2】新编混凝土无损检测技术编写组.《新编混凝土无损检测技术》 （应用新规范），中国环境工业出版社，2002 【3】姜绍飞.基于神经网络的结构优化与损伤检测.科学出版,2002
20011.09
防灾科学与安全技术研究所
1.2 课程主要内容及核心知识点
1、传感器技术基础及智能传感器
传统传感器、智能传感器、新型传感器 无线传感器网络
2、土木工程无损检测测试方法
回弹法、超声检测法、钻心法、拔出法
3、土木工程实用测试方法及应用
混凝土测温、应变测量及应用、超声波测试原理及智能超声检 测仪开发技术
2011.09
防灾科学与安全技术研究所
（2）神经网络应用领域 1）结构分析与初步设计； 2）结构优化设计； 3）结构损伤检测和诊断； 4）结构控制； 5）科学决策； 6）结构材料与本构关系； 7）回归分析。
2011.09
防灾科学与安全技术研究所
1.4 课程知识应用领域
（1）航空航天：飞机、航天器材的测试 （2）土木工程：测桥、测桩、混凝土测试、结构构件 的力学性能测试 （3）机械工程：涟钢轧机振动测试（四连锟轧机）、 三一重工混凝土泵输送机械臂应力应变、加速度、位 移等的测试 （4）工业自动化测试：大型测试网络，基于工业以太 网 Ethernet先进测试技术，DCS，FCS，测控一体化。
1.3.4 结构混凝土无损检测的研究动向 （1）仪器：智能化 （2）传感器：多样化 （3） 检测系统：专用化、小型化、一体化、集约化 （4） 无损检测结果评定：
1）按国家标准GBJ107-87（试件、试块）； 2）以统计方法为基础的抽样评定法则。 （5） 缺陷检测判断 1）概率法判据
2011.09
防灾科学与安全技术研究所
结构损伤测试技术（硕士）——结构损伤测试与诊断 （博士）——土木工程测试技术（大土木工程专业）。 1998年防灾减灾工程及防护工程硕士点成立以来，一直 是该专业的学位课程，包括其后设立的消防工程专业所 有硕士、博士以及工程硕士的培养方案都列入了该课程。
2011.09
防灾科学与安全技术研究所
（3）课程建设的目标 针对大土木工程专业，今年新修订的研究生培养方案
防灾科学与安 课程相关的学科及前期知识 （1）课程涉及的学科
土木工程 机械工程 信息学科：自动化、电子工程、计算机技术、人工 智能、电路与系统（信号处理)。
2011.09
防灾科学与安全技术研究所
（2）课程的数学与信息技术基础
1、统计分析理论：回归分析、关联分析、 支持向量机（SVM） 2、灰色系统理论 3、小波分析：故障诊断、图像识别和重构 4、 模糊数学 5、神经网络：BP、RBF、CMAC 6、遗传算法：免疫遗传算法 7、软测量技术 8、数据融合（信息融合）
防灾科学与安全技术研究所
（2） 缺陷的无损检测方法 1）超声脉冲法 2）脉冲回波法 3）雷达扫描法 4）红外热谱法 5）声发射技术
（3） 针对其他性能的无损检测方法 1）共振法 2）敲击法 3）磁测法 4）电测法 5）微波吸收法 6）中子散射法
2011.09
防灾科学与安全技术研究所
2011.09
防灾科学与安全技术研究所
4）联想记忆功能 5）自动提取特征参数 6）鲁棒性（容错性） 土木工程应用可行性分析： 1）专家系统成为工程设计中必不可少的工具,但专 系统存在一些缺陷,神经网络的上述特点正好可阶级解决 这些问题; 2）在损伤诊断中通过损伤模式匹配和特征参数的自动 提取来成立复杂的非线性、不确定性问题。
4、先进测试数据处理方法
测试数据误差处理、回归分析；先进测试数据处理方法：神经 网络、遗传算法等
2011.09
防灾科学与安全技术研究所
1）半破损检测：拨出法、钻芯法 2）非破损检测（无损检测）：超声法、声表面波、射
线法等。 1934年，提出金属脉冲声波探伤； 1949，英国的R.Jones,中国，杨叔子院士，钢丝绳探 伤，缆索探伤(《中国索道》）。电涡流检测：大型发 电机等旋转机械的探伤：飞机、汽车、电站设备（株 洲608所） 非金属探伤：混凝土、木材：NM系列超声检测分析 仪——北京市政工程研究院——康科瑞公司Koncrete 东方振动噪声研究所-应怀僬（INV）英雄卡泰
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第二章 智能传感器技术基础
2.1传感器的基本原理 2.2智能传感器的特性 2.3土木工程测试传感器应用 2.4无线传感器网络
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第二章 智能传感器技术基础
2.1传感器的基本原理
2.1.1 传感器的定义
国家标准GB7665-87对传感器下的定义是：“能感受规定的被测量 并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件 和转换元件组成”。 传感器的定义包含了下面四个方面的含意[1]： （1）传感器是测量装置，能完成信号获取任务； （2）它的输入量是某一被测量，可能是物理量，也可能是化学量、 生物量等； （3）它的输出量是某种物理量，这种量要便于传输、转换、处理、 显示等，这种量 可以是气、光、电量，但主要是电量； （4）输出输入有对应关系，且应有一定的精确度。
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1.5 课程在土木工程中的地位
（1）土木工程防灾与安全学科群的概念 以防灾减灾工程及防护工程学科为核心二级学科，此
外还包括边缘交叉学科消防工程二级学科以及桥梁与隧 道工程、结构工程和岩土工程等土木工程领域传统的优 势学科的安全与防灾研究方向。 （2）课程由来及发展
【4】刘君华.智能传感器系统.西安电子科技大学出版社, 1999
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1.6 课程章节
第一章 综述 第二章 测试技术传感器基础 第三章 土木工程无损检测测试方法及仪器设备 第四章 结构混凝土强度的测试方法 第五章 混凝土缺陷的超声脉冲探伤及声发射诊断 第六章 混凝土测温技术 第七章 应变测量及应用 第八章 超声波测试原理及智能超声仪开发技术 第九章 结构损伤测试的数据处理方法 第十章 结构损伤测试实例
2）PSD判据（斜率与差值乘积） 湖南大学吴慧敏教授提出
3）NFP判据（多因素概率法） 4）多因素模糊综合判据
1.3.5 神经网络在土木工程中应用 （1）神经网络在土木工程中应用的可行性 神经网络的特点：
1）分布式存储信息：网络结构和连接权 2）自适应性：自学习、自组织、泛化和训练 3）并行性：每一神经元独立，各神经元并行 处理
即是按此目标实行。 （4）教材编写规划
参考教材历史： 【1】吴慧敏编.《结构混凝土现场检测新技术-混凝土非破损检测》 第二版，湖南大学出版社，1998 【2】新编混凝土无损检测技术编写组.《新编混凝土无损检测技术》 （应用新规范），中国环境工业出版社，2002 【3】姜绍飞.基于神经网络的结构优化与损伤检测.科学出版,2002
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1.2 课程主要内容及核心知识点
1、传感器技术基础及智能传感器
传统传感器、智能传感器、新型传感器 无线传感器网络
2、土木工程无损检测测试方法
回弹法、超声检测法、钻心法、拔出法
3、土木工程实用测试方法及应用
混凝土测温、应变测量及应用、超声波测试原理及智能超声检 测仪开发技术
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（2）神经网络应用领域 1）结构分析与初步设计； 2）结构优化设计； 3）结构损伤检测和诊断； 4）结构控制； 5）科学决策； 6）结构材料与本构关系； 7）回归分析。
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1.4 课程知识应用领域
（1）航空航天：飞机、航天器材的测试 （2）土木工程：测桥、测桩、混凝土测试、结构构件 的力学性能测试 （3）机械工程：涟钢轧机振动测试（四连锟轧机）、 三一重工混凝土泵输送机械臂应力应变、加速度、位 移等的测试 （4）工业自动化测试：大型测试网络，基于工业以太 网 Ethernet先进测试技术，DCS，FCS，测控一体化。
1.3.4 结构混凝土无损检测的研究动向 （1）仪器：智能化 （2）传感器：多样化 （3） 检测系统：专用化、小型化、一体化、集约化 （4） 无损检测结果评定：
1）按国家标准GBJ107-87（试件、试块）； 2）以统计方法为基础的抽样评定法则。 （5） 缺陷检测判断 1）概率法判据
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结构损伤测试技术（硕士）——结构损伤测试与诊断 （博士）——土木工程测试技术（大土木工程专业）。 1998年防灾减灾工程及防护工程硕士点成立以来，一直 是该专业的学位课程，包括其后设立的消防工程专业所 有硕士、博士以及工程硕士的培养方案都列入了该课程。
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（3）课程建设的目标 针对大土木工程专业，今年新修订的研究生培养方案
防灾科学与安 课程相关的学科及前期知识 （1）课程涉及的学科
土木工程 机械工程 信息学科：自动化、电子工程、计算机技术、人工 智能、电路与系统（信号处理)。
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（2）课程的数学与信息技术基础
1、统计分析理论：回归分析、关联分析、 支持向量机（SVM） 2、灰色系统理论 3、小波分析：故障诊断、图像识别和重构 4、 模糊数学 5、神经网络：BP、RBF、CMAC 6、遗传算法：免疫遗传算法 7、软测量技术 8、数据融合（信息融合）