混凝土梁三点弯曲负荷下声发射特性研究

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1、标准分享网www.bzfxw.com免费下载第22卷第3期无损检测Vol.22No.32000年3月NDTMarch2000混凝土梁三点弯曲负荷下声发射特性研究3陈　兵　张立新　刘娟育(同济大学混凝土材料研究国家重点实验室,上海　200092)摘　要　研究混凝土梁受三点弯曲负荷时的声发射(AE)特性。结果表明在加载初期裂缝在混凝土中的形成和扩展是间歇的,达到临界状态后裂缝的扩展呈失稳;切口相对深度对混凝土梁声发射特性有着显著影响,切口相对深度增大,声发射事件突发性明显减小,表明其材料的脆性程度降低。利用声发射可以对内部裂缝进行定位。主题词　声发射特性　弯曲负荷　混凝土　裂纹STUDYONT

2、HEACOUSTICEMISSIONCHARACTERISTICSOFTHECONCRETEBEAMSUNDERTHREE-POINTBENDINGLOAD3ChenBingZhangLixinLiuJuanyu(StateKeyLaboratoryofConcreteMaterialResearch,TongjiUniversity,Shanghai)AbstractTheacousticemission(AE)characteristicsofthethree2point2bendedconcretebeamswithnotchesofdifferentrelativedepthswe

3、restudiedduringtheentireloadingperiod.Itwasshownthatthecracksformedandextendeddiscontinuouslyattheinceptionofloadingandtheextensionwasoutofstableinthestateofcriticalloading.TherelativedepthsofthenotchesaffectedAEcharacteristicsobviously.TheoccurrenceofAEeventsdecreasedgreatlywiththeincreasingofthe

4、relativedepthsofthenotches.Itmeantthatthebrittlenessofconcretedecreased.TheinnercrackscouldbelocatedbymeansofAEtechnology.KeywordsAcousticemissioncharacteristicBendingloadConcreteCrack　　混凝土是一种多相复合材料,由于多种原因,硬(4)利用声发射信号到达不同探头的不同时化后在骨料与硬化水泥浆体的界面处形成微缺陷,间,确定裂缝出现的位置。当混凝土承受外部荷载时,随着荷载的增大,在这些声发射技术在混凝土中的研究应

5、用,最初由[2]微缺陷的尖端处形成应力集中,引发微裂缝,微裂缝Rüsch提出,主要集中于无损检测和混凝土受压[3]沿骨料界面进一步扩展,并逐渐向浆体内部发展。在过程的声发射特性。本文研究了混凝土材料在三微裂缝不断发展变化的过程中,产生弹性波向周围点弯曲受载过程中,匀速加载时的声发射特征以及辐射,即声发射(AE)。混凝土力学性能与声发射参数间的关系,探讨了用混凝土材料受力变形和开裂释放应变能产生的声发射技术研究混凝土断裂行为的可能性。应变波,在声发射技术中常以事件、振铃的计数、计1　实验器材和方法数率、能量及振幅分布等参数来表示。在受力过程中[1]产生的AE信号常通过以下途径来分析:1.1　

6、实验装置(1)利用声发射事件发生率,判断混凝土材料实验装置示意图见图1。试样在万能试验机上内部破坏程度。进行三点弯曲实验,通过跨中挠度控制对试样进行(2)利用声发射能量确定临界能量释放。加载。(3)利用声发射信号的频率、振幅和上升时间声发射仪采用美国PhysicalAcoustic辨别不同加载水平和材料的不同破坏机理。Corporation生产的SPARTANAT2000系列。6个谐振频率为150kHz的压电换能器分别与梁的相应3同济大学道路与交通工程系位置耦合(图2),耦合剂为凡士林。信号经前置放大·109·©1995-2004TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.

7、,Ltd.Allrightsreserved.标准分享网www.bzfxw.com免费下载陈　兵等:混凝土梁三点弯曲负荷下声发射特性研究图3　加载初期振铃累计数与时间关系曲线图1　声发射检测系统图4　加载后期振铃累计数与时间关系曲线许多缺陷。当施加荷载时,这些缺陷由于局部应力集中而起裂,释放应变能使原有的应力集中消弛,结构调整,使裂缝止裂;更主要的是,混凝土中含有骨料,图2　试件尺寸和探头分布当裂缝扩展遇到骨料时,由于骨