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土木工程检测与测试 ISBN：978-7-04-
土木工程检测与测试 ISBN：978-7-04-
土木工程检测与测试 ISBN：978-7-04- 《土木工程检测与测试》是升拓检测技术有限公司联合16所高等院校共同编著，由高等教育出版社出版，吴佳晔教授主编，该书以丰富详实的资料全面阐述了土木工程领域中无损检测、信号分析、图像处理、工程结构和现场试验、远程监测的基本内容，重点分析了混凝土材料及结构、预应力结构、岩土材料等工程的检测要求、误差源及提高检测精度的方法。 [size=15pt]
土木工程检测与测试 ISBN：978-7-04- 《土木工程检测与测试》是升拓检测技术有限公司联合16所高等院校共同编著，由高等教育出版社出版，吴佳晔教授主编，该书以丰富详实的资料全面阐述了土木工程领域中无损检测、信号分析、图像处理、工程结构和现场试验、远程监测的基本内容，重点分析了混凝土材料及结构、预应力结构、岩土材料等工程的检测要求、误差源及提高检测精度的方法。
[size=15pt]教学方案-A
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第一章 绪论（共1学时）
第1节 简述（1学时）
1） 对典型结构安全、质量事故，各类无损检测技术的应用加以简述；
2） 对课程设置、教学内容进行简介；
第二章 工程无损检测技术理论体系（共5学时，其中演示实验2）
第2节 主要检测方法概述（1学时）
1） 对电磁波、超声波、红外线、X射线的检测方法加以简介、讲述；
第3节 冲击弹性波检测方法的基本原理（2学时）
1） 冲击弹性波的产生、成分、特性；
2） 冲击弹性波的传播、反射；
3） 冲击弹性波检测的内容、特点；
第4节 无损检测演示实验（2学时）
根据具体的设备状况进行演示：
1） 超声波演示；
2） 探地雷达演示；
3） 冲击弹性波演示（棒长）
第三章 混凝土材质检测（共4学时，其中试验学时2）
第5节 混凝土材质检测的基本方法（2学时）
1） 基于回弹仪的标准检测方法讲述；
2） 超声回弹法、冲击弹性波法简介；
第6节 混凝土强度的回弹仪检测试验（2学时）
通过对回弹仪的实际操作，使得学生掌握回弹仪的基本操作方法、修正方法以及试验报告的写作方法。
第四章 混凝土结构缺陷检测（共8学时，其中试验学时4）
第7节 混凝土结构内部缺陷检测（3学时）
1） 基于冲击弹性波、超声波传播波速的混凝土内部缺陷无损检测技术，包括CT等；
2） 基于冲击回波法的混凝土结构厚度无损检测技术；
3） 基于冲击回波法的混凝土结构内部缺陷无损检测技术；
第8节 混凝土结构裂缝深度检测（1学时）
1） 基于冲击弹性波、超声波传播时间的裂缝深度检测方法；
2） 基于冲击弹性波、超声波相位反转的裂缝深度检测方法；
3） 上述方法的不足之处以及表面波法简介；
第9节 冲击弹性波检测设备操作演示及基本操作方法试验（2学时）
第10节 混凝土结构内部缺陷检测试验（2学时）
1） 混凝土结构模型波速的测试方法（传播法及冲击回波法）；
2） 裂缝深度检测（相位反转法）
第五章 桩、柱检测（共6学时，其中试验学时2）
第11节 基桩小应变检测技术（2学时）
第12节 锚杆的无损检测技术（1学时）
第13节 基桩跨孔超声检测技术（1学时）
第14节 基于冲击弹性波的棒长度的无损检测试验（2学时）
1） 试验演示：0.5学时
2） 学生实验操作：1.5学时
[size=15pt]教学方案-B
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第一章 绪论（共1学时）
第1节 简述（1学时）
1） 对典型结构安全、质量事故，各类无损检测技术的应用加以简述；
2） 对课程设置、教学内容进行简介；
第二章 工程无损检测技术理论体系（共5学时，其中演示实验2）
第2节 主要检测方法概述（1学时）
1） 对电磁波、超声波、红外线、X射线的检测方法加以简介、讲述；
第3节 冲击弹性波检测方法的基本原理（2学时）
1） 冲击弹性波的产生、成分、特性；
2） 冲击弹性波的传播、反射；
3） 冲击弹性波检测的内容、特点；
第4节 无损检测演示实验（2学时）
根据具体的设备状况进行演示：
1） 超声波演示；
2） 探地雷达演示；
3） 冲击弹性波演示（棒长）
第三章 混凝土材质检测（共4学时，其中试验学时2）
第5节 混凝土材质检测的基本方法（2学时）
1） 基于回弹仪的标准检测方法讲述；
2） 超声回弹法、冲击弹性波法简介；
第6节 混凝土强度的回弹仪检测试验（2学时）
通过对回弹仪的实际操作，使得学生掌握回弹仪的基本操作方法、修正方法以及试验报告的写作方法。
第四章 混凝土结构缺陷检测（共8学时，其中试验学时4）
第7节 混凝土结构内部缺陷检测（3学时）
1） 基于冲击弹性波、超声波传播波速的混凝土内部缺陷无损检测技术，包括CT等；
2） 基于冲击回波法的混凝土结构厚度无损检测技术；
3） 基于冲击回波法的混凝土结构内部缺陷无损检测技术；
第8节 混凝土结构裂缝深度检测（1学时）
1） 基于冲击弹性波、超声波传播时间的裂缝深度检测方法；
2） 基于冲击弹性波、超声波相位反转的裂缝深度检测方法；
3） 上述方法的不足之处以及表面波法简介；
第9节 冲击弹性波检测设备操作演示及基本操作方法试验（2学时）
第10节 混凝土结构内部缺陷检测试验（2学时）
1） 混凝土结构模型波速的测试方法（传播法及冲击回波法）；
2） 裂缝深度检测（相位反转法）
第五章 桩、柱检测（共6学时，其中试验学时2）
第11节 基桩小应变检测技术（2学时）
第12节 锚杆的无损检测技术（1学时）
第13节 基桩跨孔超声检测技术（1学时）
第14节 基于冲击弹性波的棒长度的无损检测试验（2学时）
1） 试验演示：0.5学时
2） 学生实验操作：1.5学时
第六章 预应力检测（共4学时，其中试验学时2）
第15节 张力检测技术（2学时）
1） 弦振动理论
2） 基于弦、梁振动理论的拉索、拉杆张力检测技术；
第16节 基于弦振动理论的张力检测试验（2学时）；
1） 试验演示：0.5学时
2） 学生实验操作：1.5学时
第七章 工程无损检测技术的进展（共4学时，其中演示实验2）
第17节 预应力混凝土结构无损检测技术的新技术（1学时）
1） 灌浆密实度
2） 埋入式锚索张力
3） 弹性模量检测技术
第18节 填方工程检测的新技术（1学时）
1） Evd检测技术
2） 落球检测技术
第19节 演示实验（2学时）
从下面选择一项：
1） 混凝土弹性模量检测
2） Evd检测
3） 落球检测
第八章 现代测试及监测技术（共4学时，其中演示实验2）
第20节 远程监测技术（2学时）
4） 系统构成
5） 数据采集、传输、分析方法
第21节 桥梁远程监测系统演示（2学时）
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无砟轨道结构伤损检测技术收藏
2008年我国开通了首条高速铁道京津城际，此后我国高速铁路建设得到了迅猛发展。其中，无砟轨道成为了主流。我国无砟轨道线路中轨道结构分为预制板式和 现浇混凝土式两大类，共6种结构形式：CRTSⅠ、Ⅱ、Ⅲ型板式，双块式、岔区轨枕埋入式和板式无砟轨道。其中，CRTSⅡ型板式无砟轨道是运营里程较长 的结构形式之一，京津城际、京沪、沪杭甬、杭长、京石武、合蚌、合福、津秦客专等高速铁路均采用该结构形式。
无砟轨道结构伤损不仅影响结构的耐久性、正常使用性，增加养护维修工作量和成本，甚至影响结构安全。根据无砟道床“严捡慎修”的维修养护理念，积极开发并合理应用先进的无损检测技术是非常必要的。无砟轨道以其平顺性好、稳定性好，使用寿命长，耐久性好，维修工作少等显著特点而在全国范围内进行了大量的铺设，我国高速铁路无砟轨道的铺设和运营时间较 短，短期内无砟轨道系统伤损尚未完全显现。目前，无砟轨道结构一直暴露于复杂的大气环境中，受多种因素（列车荷载、环境条件等）长期作用的影响，导致产生 各种伤损。无砟轨道结构直接承载着高速列车通行，其质量好坏、伤损（缺陷）与否直接关系到列车运营安全。因此，有必要对无砟轨道伤损进行较全面的分析总 结，为无砟轨道的优化设计、养护维修提供基础。CRTSⅡ板式无砟轨道伤损问题有多少？引起无砟轨道的伤损原因较多，有在施工、养护、维修不当引起的伤损，还有外界环境条件导致的伤损，主要将伤损分为以下几方面：
砂浆层的脱空及伤损
后浇带（宽、窄接缝）的离缝、混凝土伤损
轨道板、底座板混凝土的伤损
侧向挡块混凝土的伤损
这些伤损，根据其程度、成因，其对结构的影响又可以分为影响结构安全性、影响结构功能性、影响结构耐久性和影响结构平顺性等四种类型无砟轨道以其平顺性 好、稳定性好，使用寿命长，耐久性好，维修工作少等显著特点而在全国范围内进行了大量的铺设，我国高速铁路无砟轨道的铺设和运营时间较 短，短期内无砟轨道系统伤损尚未完全显现。目前，无砟轨道结构一直暴露于复杂的大气环境中，受多种因素（列车荷载、环境条件等）长期作用的影响，导致产生 各种伤损。无砟轨道结构直接承载着高速列车通行，其质量好坏、伤损（缺陷）与否直接关系到列车运营安全。因此，有必要对无砟轨道伤损进行较全面的分析总 结，为无砟轨道的优化设计、养护维修提供基础。针对这些问题，将升拓检测CRTSⅡ型板式无砟轨道伤损检测技术的内容提取，重点分析其中的砂浆、宽接缝伤损和轨道、底座板裂缝的形态及影响。
调整层砂浆脱空、伤损砂浆层伤损主要有砂浆层与轨道板（或底座板）的离缝（也称为脱空）、竖向裂缝以及砂浆层破碎掉块等类型。其中，离缝对轨道整体功能性、安全性影响最大，而竖向裂缝的发展导致砂浆层破碎，进而进一步削弱砂浆层与轨道板的粘性和整体性。
宽接缝混凝土伤损CRTSⅡ型轨道板之间，通过宽接缝中设置的精轧螺纹钢筋进行纵向连接，并采用微膨胀高强混凝土（C55）填充以保证良好的体积稳定性和高密实度。然而，工程实践表明，轨道板与宽接缝之间普遍出现横向贯通裂缝，裂缝宽度通常在0.1～2mm，最宽可达3mm，且随温度变化而变化。同时，由于浇筑质量、列车荷载等原因，宽接缝混凝土的伤损也非常普遍。
混凝土结构伤损CRTSⅡ型无砟轨道板的混凝土结构主要包括轨道板和底座板。其中，轨道板轨道板横向配置60根φ10预应力钢丝，先张法无粘结。基于弹性波的CRTSⅡ板式无砟轨道板无损检测技术简介我们基于冲击弹性波，开发了一套针对CRTSⅡ型无砟轨道板的无损检测技术。
基于冲击弹性波的CRTSⅡ型无砟轨道板的无损检测技术这些技术均以冲击弹性波为检测媒介，结合现代的信号分析技术和图像处理技术，并独自开发了针对性的分析方法，具有测试效率较高、精度和可靠性好的特点。轨道板脱空检测技术开发历程轨道板与调整层（CA砂浆）之间的脱空是危害CRTSⅡ型轨道板安全和耐久性的最重要的因素之一。我们根据对各种技术的综合分析，基于弹性波以及冲击回波法（IE）的方法是最为可能的途径。经过长达6年的持续研究和开发，建立了一套测试和评价系统。
技术开发为了将IE法应用于轨道板的脱空检测，我们从多个方面进行了相应的研究和开发。具体包括频谱分辨率的提高、激振信号及方式的最优化、脱空深度聚焦、缺陷反射阈值的确定、缺陷面积的计算以及脱空深度的简单测试方法等。其中，频谱分析方法的改进，EWR（弹性波雷达）等均为本公司开发的基础技术。此外，分层扫描和聚焦机能也非常重要。对于轨道板的脱空检测，其脱空深度一般可知，因此在对应的反射时刻附近焦点扫描，根据反射信号的强弱即可推断脱空的有无。图 EWR层叠切片（上：FFT、下：MEM）
关键技术在轨道板的脱空检测中，会遇到诸多困难：1）脱空厚度很薄，往往只有几毫米甚至更细，而且脱空的深度较深，一般超过20cm；2）有轨道的影响，且轨道板中钢筋密集，对测试信号有影响；3）对于Ⅱ型轨道板，调整层（CA砂浆）的弹性模量为8GPa左右，与轨道板的弹性模量相差较大。因此，在轨道板与调整层之间，即使是密切粘结，也会产生相应的反射信号。4）板波、板振动的影响：对于边缘离缝，在激发弹性波时容易诱发板波或者板振动，从而使得对边缘附近测区的测试精度的降低。因此，为了有效地对轨道板进行测试，我们开发了一系列相关技术以解决上述问题，主要有：1）在IE（冲击回波法）的基础上，开发了高分辨力的频谱分析方法MEM（最大熵法），较之FFT（快速傅立叶变换），其分辨力有了飞跃性的提高；2）开发了聚焦功能：由于层面位置基本固定在顶板与垫层、垫层与底板之间，因此，通过对该当位置的反射信号进行聚焦分析即可有助于提高检测分辨力；3）根据反射系数与入射弹性波频率的关系，对激振方式进行最优化，以便激发出具有最适波长的弹性波，进而提高检测精度；4）激振力度的控制：后文将会阐述，激振力度对测试结果也有一定的影响。因此，我们对所需的激振力度进行了优化，并在测试设备中进行了反映；5）激振信号的快速、稳定拾取；6）结合梁振动理论，提高对离缝附近脱空深度的测试精度。
设备开发我们在拥有的混凝土检测技术和设备的基础上，与中国铁道科学研究院等相关单位一道，研究开发了相应的专用检测设备。根据大量的模型和现场验证，该技术和设备能够有效地检测轨道板的脱空的有无和位置，已基本达到实用化水平。
登录百度帐号请自觉遵守互联网相关的政策法规，严禁发布色情、暴力、反动的言论。升拓检测吴佳晔：
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大众创业万众创新 自贡高新迈入“创时代”
升拓检测吴佳晔：
受益企业孵化器 扎根本地创新发展
检测人员正在利用升拓生产的设备进行无损检测。
现场检测。
　　建设创新创业载体、汇聚创新创业者力量、构建创新创业体系、塑造创业品牌，自贡高新区已然成为梦想家的舞台、创业者的乐土。2010年，自贡高新技术创业服务中心被科技部认定为“国家级科技企业孵化器”。目前，在孵企业70余家，累计毕业30余家。其中，10余家毕业企业已落户自贡板仓工业园区实现产业化，部分孵化企业被认定为高新技术企业。　　四川升拓检测技术股份有限公司便是受益者之一。这个由清华博士回国创业的该企业2004年创立之初就入驻创业服务中心进行孵化。目前，该企业已成为土木工程无损检测领域的“领跑者”，为国家高新技术企业以及“双软”企业，产品已远销包括日本及我国香港地区，服务于京沪高铁、南水北调等数签项工程，并在今年9月成功挂牌新三板，成为自贡地区创新能力突出的一家高成长企业。　　“升拓检测作为一家高新技术企业必须坚持自主创新，用最新的技术和产品覆盖目标市场这将为客户应用和企业的可持续发展保驾护航。”升拓检测董事长吴佳晔在谈到企业创新发展时说。相中自贡高新区 清华博士日本回国创业　　“我希望能把最前沿的技术带回家乡，在家乡的土地上打造一家全国有名的高新技术企业。2007年，清华博士吴佳晔在日本某大型企业工作多年后准备回国创业，带着处于科技前沿的“冲击弹性波技术”，他并没选择科研和创业环境更优的北上广地区，而是选择在家乡自贡进行创业起步，企业创立之初就入驻自贡高新区创业服务中心进行孵化。　　吴佳晔团队研究的“冲击弹性波无损检测技术”究竟是什么？能有什么用处？吴佳晔介绍说，其实土木工程都和人一样，都有一定的使用周期，也会“生病”；人生病了，可以通过“彩超”、“CT机”进行检测，但是在当时国内对于大型的桥梁等土木工程的检查，更多是通过局部进行破损采样或者根本无法进行“全身体检”。“冲击弹性波无损检测技术”就类似人体健康检查的“X光”，我们的企业就是要打造一台用于工程各种检测无损的”彩超和CT”。　　从技术到商业运用并非那么简单。从2007年入驻创业服务中心起，吴佳晔和他的团队，经过3年不断地试验和技术磨合，终于生产出第一台样机。虽然拥有前沿的技术，但在样机走向商业的推广上，却遭遇了“质疑”：自贡一家小公司会拥有这么前沿的技术？靠不靠谱呢？　　“当时真的很无奈，只好靠着清华博士的名头，让对方愿意试用我们的产品。”吴佳晔说。通过对于样机的试用，升拓检测设备逐渐得到市场认可，2011年，升拓生产10台检测设备正式进入市场，实现销售收入150余万元，开始了企业发展的第一步。“交通安全”引发技术创新 填补国内行业空白　　公路的护栏是关系到交通安全的非常重要的设施。其中，护栏立柱是最主要的抗力装置，被称为“最后一道安全屏障”。近年来，随着高速公路数量的日益增加，由于立柱埋入深度不达标造成的交通事故越发增多。据统计，每3人死亡事故中，就有1人死于车辆驶离道路的事故。对于普通公路特别是二级以下公路所发生的重特大交通事故中，车辆冲出路外的比例高达70％。　　这些立柱埋深对设施结构强度和可靠性有着重要影响，因此很有必要对立柱的埋深进行检测。传统的方式是采取现场拔柱，即将立柱拔出后检测。该方法尽管精度最高，但费工费力，特别是容易破坏边坡和路基的完整性，现场拔柱法无法作为日常检测手段。所以，工程界殷切期待着有效可靠的无损检测技术和设备，升拓生产的无损检测仪器正是填补了国内的空白。　　如今，对于护栏立柱的检测变得十分简单便捷，只要检测人员手持一个手提包大小的仪器，像“X光机”检查一样，对着立柱一扫、一探，整个数据就会快速出现在屏幕上。“其实正是这些交通事故促使我们不断地技术创新，早在2005年，我们团队就受交通科学研究院委托，开始着手这项技术。”吴佳晔说，随着公司的产品问世，我们也参与了国家标准“钢质护栏立柱埋深冲击弹性波检测仪”的编制。　　吴佳晔和升拓团队的技术创新不仅局限在交通工程安全上，预应力桥梁工程无损检测设备、混凝土材料、隧道、高铁轨道、大坝等无损检测设备等相继研发问世，目前，该企业产品远销香港、日本等地，服务于京沪高铁、南水北调等上数千个工程，每年保持50%以上的增长速度，2016年销售收入预计达到3000万元，纯利润预计超过1000万元。“中国制造2025”带来巨大前景打造工程检测“大数据”平台　　吴佳晔介绍，在国家层面，已提出“检验检测支撑中国制造2025”的发展理念，明确将检验检测确定为生产性服务业、高技术服务业、科技服务业的重要门类，制定了一系列深化检验检测领域改革、促进检验检测服务业创新发展的政策举措。　　目前，中国检验检测机构和生产企业已发展到3.1万余家，检验检测产值突破1800亿元，广泛应用于经济社会各个领域。　　据了解，日前工信部印发《关于发布2016年工业转型升级（中国制造2025）重点项目指南的通知》，决定组织实施2016年工业转型升级（中国制造2025）重点项目，主要支持产业共性技术公共服务平台及设施、重点领域关键问题解决方案两个方面共18个重点任务，其中多项任务均提到提升检验检测能力。业内人士预测第三方检测、科学仪器设备等行业将迎来重大利好。　　随着升拓检测设备在交通、铁道、水利、高校、建筑、冶金等行业广泛运用，吴佳晔和他的团队有着更大的布局。“我们不想简单成为一个设备供应商，未来我们更希望成为打造一个大数据平台。”　　吴佳晔口中的“大数据平台”正是整个升拓团队正在打造的可视化+检测数据分析平台（BQIM）。“我举一个简单的例子来描述我们这个平台未来的空间，这个类似于医院的智能化病历管理系统，每一次看病都会进行电子存根；但和目前医院病历管理有所区别的是，医院只能记录你每一次看病情况，但我们的平台对于土木工程是一个全流程化的服务，不仅有病历、还有出身资料、同类型工程检测数据检索和对比；通过对数据可视化的处理，以后只需要通过电脑点一点鼠标，通过3D立体模型就能远程看到工程不同时期的各种检测数据，实现实时预防和治疗。”　　如今，四川升拓检测技术股份公司的大部分人马都分散在成都、宁波、沈阳以及郑州等地的各个分支机构，但公司总部仍然留在这里。“我们和孵化器建立了深厚的感情，舍不得离开。”公司董事长吴佳晔说，“我们的发展受益于孵化器，未来我们将扎根于自贡本地，通过不断的创新促进企业发展。”　　华西城市读本记者 曹实秋