基于聲發(fā)射技術的土木結(jié)構(gòu)損傷機理研究.pdf

1、土木結(jié)構(gòu)的安全性與耐久性一直是人們關心的話題，也是結(jié)構(gòu)設計的核心內(nèi)容之一。對結(jié)構(gòu)損傷進行有效地監(jiān)測并提供預警是工程人員一直不斷追求的目標。損傷識別的方法有很多，其中聲發(fā)射技術是一種實時無損檢測方法，在近些年獲得了快速的發(fā)展。這項技術的原理是基于對瞬態(tài)彈性波的檢測，彈性波是由內(nèi)部材料發(fā)生塑性變形或裂縫擴展而導致的。由于其靈敏度高，魯棒性好等諸多優(yōu)點，廣泛應用于在結(jié)構(gòu)損傷檢測和材料性能評估等方面。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴采集到碳納

2、米纖維改性復合材料在單軸拉伸過程中的聲發(fā)射信號。累積聲發(fā)射撞擊數(shù)曲線可以揭示改性復合材料的損傷演化規(guī)律。通過峰值頻率進行了初步的損傷識別。最后利用模糊C均值算法對聲發(fā)射信號進行聚類，較為精確地識別每一種損傷模式。不同含量的碳納米纖維帶來不同的力學性能，而不同的力學性能又導致不同的聲發(fā)射特性。⑵利用聲發(fā)射技術監(jiān)測鋼管約束鋼筋混凝土柱在單軸壓縮下的破壞過程?；诶鄯e能量和聲發(fā)射速率曲線研究了短柱的損傷演化規(guī)律。利用峰頻-幅度分布，對損傷模式

3、進行了初步分類。RA值和平均頻率可以定性地區(qū)別核心混凝土裂縫的種類，利用高斯混合模型對數(shù)據(jù)集進行了分類。分析了核心混凝土在不同荷載下的裂紋發(fā)展趨勢，最終的結(jié)果和實踐情況吻合較好。利用自組織神經(jīng)網(wǎng)絡實現(xiàn)了聲發(fā)射源的識別。⑶進行了不同腐蝕程度的鋼筋混凝土試件的中心拉拔實驗，并利用聲發(fā)射技術對整個破壞過程進行實時監(jiān)測。從微觀的角度研究拔出試件的粘結(jié)性能退化機制。對比分析了不同試件的聲發(fā)射特性。進行了聲發(fā)射強度分析，并繪制了聲發(fā)射強度量化圖。用