基于聲發(fā)射試驗的混凝土損傷研究.pdf

1、混凝土廣泛應(yīng)用于各種建筑物和構(gòu)筑物中，混凝土在澆筑成型過程中會產(chǎn)生初始損傷，且在其正常使用過程中會逐步發(fā)展，為了能夠?qū)炷翐p傷狀態(tài)進(jìn)行科學(xué)有效的甄別，需要借助一定的檢測技術(shù)或方法。聲發(fā)射檢測作為一種無損檢測技術(shù)，能夠在不破壞被檢測對象的前提下對其性能進(jìn)行評估。本文對四組不同孔隙率的混凝土試件進(jìn)行單軸分級加載試驗，采集試驗過程中聲發(fā)射信號的振鈴計數(shù)和波形信息，分別通過聲發(fā)射信號的時域參數(shù)分析方法和頻譜分析方法對混凝土的損傷積累和破壞過程

2、進(jìn)行分析，并基于聲發(fā)射模式，基于聲發(fā)射事件累計數(shù)對混凝土的損傷狀態(tài)進(jìn)行評估。
　　混凝土試件在單軸分級加載條件下，可將整個破壞過程分為:彈性壓密階段、損傷穩(wěn)定積累階段和損傷加速積累階段，聲發(fā)射振鈴計數(shù)呈“兩峰值，三階段”的變化趨勢。采用均值A(chǔ)VE、峰值PEAK兩項統(tǒng)計指標(biāo)并定義活躍系數(shù)ACT反映混凝土試件的損傷破壞過程。彈性壓密階段:振鈴計數(shù)均值A(chǔ)VE、峰值PEAK及其活躍系數(shù)ACT表現(xiàn)為小范圍增長;損傷穩(wěn)定積累階段:振鈴計數(shù)均值

3、AVE、峰值PEAK及其活躍系數(shù)ACT較為穩(wěn)定，呈現(xiàn)出在一定范圍內(nèi)的波動狀態(tài);損傷加速積累階段:振鈴計數(shù)均值A(chǔ)VE、峰值PEAK快速增長，而活躍系數(shù)ACT在快速增長后存在下降段。
　　采用快速傅里葉變換(FFT)和短時傅里葉變換(STFT)兩種方法，對聲發(fā)射信號進(jìn)行頻譜分析，得到混凝土試件在損傷破壞過程中聲發(fā)射信號的頻率分布特征:7kHz～25kHz的聲發(fā)射信號加載初期就存在，并貫穿整個加載過程;進(jìn)入損傷穩(wěn)定積累階段，出現(xiàn)37kH

4、z～45kHz的聲發(fā)射信號頻段，并延續(xù)至試件破壞;在損傷加速積累階段，聲發(fā)射信號的頻帶較寬，頻率隨孔隙增大而增大趨勢明顯，表現(xiàn)為65kHz～80kHz和110kHz～125kHz兩個頻帶。
　　基于聲發(fā)射模式，引入損傷模型，將混凝土試件的損傷與聲發(fā)射累計事件建立聯(lián)系。根據(jù)試驗數(shù)據(jù)，通過MATLAB對關(guān)系式進(jìn)行擬合，得到聲發(fā)射特征參數(shù)及試驗條件參數(shù)k值:聲發(fā)射特征參數(shù)a值的變化范圍為0.4～0.9，且隨孔隙率增大呈增大趨勢，表現(xiàn)為聲