声发射参量在混凝土断裂过程中的分布特性分析.pdf

的声发射信号达 7 0 ％左右。 由此可 以得 出 ， 混凝 土断裂过 程中的断裂声发射信号特征 幅值 区间为 3 0 ～ 5 0 V， 大部 分幅值则分布在 3 0 ～ 4 O V 。 2 ．2 声发射信号持续时间分析 上节对声发射信号中的幅值分布做 出了分析 。 在声发 射信号 中， 还有诸 如上升 时间、 持续 时间、 频率 等参量 。 而 根据持续时间的长度 ， 可以将声发射信号分为持续 型和突 发型两种 ， 故通过对声发射信号 的持续 时间分析 ， 可 以得 出混凝断裂过程中产生的声发射信号的类型分布情况。 本 研究分析了在 门槛值为 3 5 d B的条件下 其声发射信号 的 持续时间的分析分布情况 ， 如图 9 ～ 1 2所示。 图8 T P 即 1 — 0 1 试件持续时间分布图 4 4 。 5 3 5 1 0 图9 T P B 0 1 — 0 2试件持续时间分布图 图 1 0 TPB 0 1—0 3试 件持 续时 间分布 图 持续 时间的分布情况可 以从侧 面反映混凝土断裂过 程中声发射信号的类型分布， 研究持续时间的分布对研究 混凝土断裂 过程 中的声 发射信具 有很 大的辅助作 用。 图 9 ～ 1 2为声发射信号持续 时间分布图。 从图中可 以看 出 ， 声 发射信号持续时间的分布区间为 1 ～ 8 0 0 t x s 之间 ， 起裂 阶 段 、 稳定扩展 阶段和失稳扩展阶段 的声发射信号持续 时问 ． 1 0 分布基本一致。 其 中持续 时间在 1 ～ 1 0 0 IX S 之 间的 比例为 3 5 ％左右 ， 次之为 1 0 1 - 2 0 0 tx s和 7 0 1 ～ 8 0 0 s ， 比例 约为 1 5 ％。 其他持续时间区间的比例有所降低 。 45 40 35 3O 25 1 O 5 0 图 1 1 T P B 0 1— 0 4试件 持续 时I 司分布 图 2 ． 3 振 铃计数 一 荷 载曲线分析 用声发射参量评判或描述材料断裂 或损伤时有多种 参数 ， 如振铃计数 、 能量 、 事件计数 、 幅值 、 上升时 问 、 持续 时间等 ， 其 中以振铃计数和能量最为常用。 而在混凝 土损 伤破坏过程的描述 中， 可 以利用声发射技术和 k a i s e r 效应 对其进行定性和定量 的描述 ， 文献 [ 1 4 ， 1 5 ] 分析 了? 昆 凝 土 的全过程声发射特性 ， 并研究 了声发射参数 与混凝土应力 应变之间的关系 ， 利用内变量理论建立了} 昆 凝土受压损伤 本构模型 ， 定量描述 了混凝土的损伤过程。 由此可知 ， 声发 射参量与荷载之间有着密切的关系。 以常用的累计振铃计 数为例， 同过对累计振铃计数荷载曲线和张口位移荷载曲 线对 比， 可以发现 ， 振铃计数 同意可 以表征混凝土 的损伤 破坏过程 ， 如 图 1 3 ~ 1 6所示。 从图中可以看 出， 声发射累计 振铃计数同张 口位移一样 ， 同样 可以通过声发射 累计振铃 计数与荷载的本构关系来表征混凝土的损伤程度。 荷载／ k N 图 1 2 T PB 0 1—0 1试 件累计 振铃 计数 和张 口 位移 一 荷载关系曲线 荷载／ k N 图 1 3 T PB 0 1—0 2试 件累计 振铃 计数 和张 口 位移 一 荷载关系曲线 图 1 4 T P B 0 1 — 0 3试件累计振铃计数和张口 位移 一 荷载关系曲线 图1 5 T P B 0 1— 0 4试件累计振铃计数和张口 位移 一 荷载关系曲线 3 结 论 A E参量 中振铃计数和能量均能很好 的表征混凝 土从 起裂 、 稳定扩展到失稳扩展 的整个损 伤断裂过程 ， 且各 阶 段 A E参量特征明显 ， 可以通过声发射 累计振铃计数与荷 载 的关 系来表征混凝土的损伤程度。 其断裂过程中的声发 射信号特征幅值 区问为 3 0 ~ 5 0 Ix V， 比例 占9 0 ％以上 ， 其 中 幅值区间在 3 0 ～ 4 0 V之间的 比例为 7 0 ％左右。 持续 时间 的分布区间为 1 ～ 8 0 0“ s 之 间 ， 其 中持续 时间在 1 ～ 1 0 0 IX S 之间 的 比例 为 3 5 ％左 右 ， 次 之 为 1 0 1 ～ 2 0 0 tx s和 7 0 1 ～ 8 0 0 I X S ， 比例约为 1 5 ％。 其他持续时间区间的比例有所降低。 参考文献： [ 1 ]钟小青． 基于双K断裂理论的混凝土性能试验研究与分析[ D ] 南京： 南京航空航天大学 ， 2 0 1 1 ． -上接第 7页 压 比受冻融作用影 响损失最小 ， 但超过 5 0次冻融循 环的 作用后 ， 其拉压 比低 于素轻骨料混凝土 ， 即趋 于脆性破坏 ； 塑钢纤维掺量为 9 k g ／ m 的混凝 土拉压 比受冻融影 响损 失最大； 掺量 为 3 k g ／ m 时混 凝 土拉压 比受 冻融 影 响较 小 ， 且始终保持 良好 的韧性。 参考文献 ： [ 1 ]霍俊芳 ， 申向东 ， 崔琪． 纤维增强轻骨料混凝土力学性能试验 研究[ J ] ． 混凝土， 2 0 0 7 ( 1 ) ： 3 7— 3 9 ． [ 2 ]纪洪厂 ， 张天森 ， 蔡美峰 ， 等． 混凝土材料损伤的声发射动态检 测试验研究[ J ] ． 岩石力学与工程学报， 2 0 0 0 ， 1 9 ( 2 ) ： 1 6 5一 l 6 8． [ 3 ]胡少伟， 陆俊， 范向前． 混凝土断裂试验中的声发射特性研究[ J ] ． 水力发电学报 ， 2 0 1 1 ， 3 0 ( 6 ) ： 1 6— 1 9 ． [ 5 ]L I D o n g s h e n g ， C A O H a i ， O U J i n p i n g ． F r a c t u r e b e h a v i o r a n d d a ma g e e v a l u a ti o n o f p o l yv i n y l a l c o h o l fi be r c o n c r e t e u s i ng a — c o u s t i c e m i s s i o n t e c h n i q u e j J J ． Ma t e ri a l s a n d D e s i g n ， 2 0 1 2 ， 4 0 ： 2 0 5 —2l 1 ． [ 6 ]V I D Y A S A G A R ， B K R AG H U P r a s a d ． A n e x p e ri m e n t a l s t u d y o n a c o us t i c e mi s s i o n e ne r g y a s a q u a n t i t a t i v e me a s u r e o f s i z e i n d e — p e n d e n t s p e c i fi c f r a c t u r e e n e r g y o f c o n c r e t e b e a ms l J 1 ． Co n s t r u e — t i o n a n d Bu i l d i n g M a t e ria l s ， 2 01 1， 2 5： 2 3 49—23 5 7． r 7 ] S AN T OS H G． S HA H J M． C h a n d r a K i s h e n ． F r a c t u r e b e h a v i o r o f c o n — c r e t e — c o n c r e t e i n t e r f a c e u s i n g a c o u s t i c e m i s s i o n t e c h n i q u e [ J ] ． E n — g i n e e r i ng F r a c t u r e Me c h a n i c s ， 2 01 0， 7 7： 9 08—9 2 4． 1 8 l AGGE L I S D G， S OU L I OT I D V． S AP OURI DI S N。 e t a 1 ． Ac o u s — ti c e mi s s i o n c ha r a c t e r i z a t i o n o f t h e f r a c tur e p r o c e s s i n fib r e r e i n— f o r c e d c o n c r e t e [ J ] ． C o n s t r u c t i o n a n d B u i l d i n g Ma t e ri a l s ， 2 0 1 1 ， 2 5： 41 2 6—41 3 1 ． [ 9 ]H U S h a o w e i ， L u J u n ， F A N X i a n g q i a n ． T h e F r a c t u r e o f C o n c r e t e B a s e d o n A c o u s t i c E mi s s i o n [ J ] ． A d v a n c e d Ma t e ri a l s R e s e a r c h ， 2 01 1． 8 0—81： 2 61—2 6 5． [ i 0 ] H U S h a o w e i ， L u J u n ， F E I P E N G X i a o ． E v a l u a t i o n o n c o n c r e t e fr a c t u r e p r o c e d u r e b a s e d o n a c o u s t i c e mi s s i o n p ar a m e t e r s [ J ] ． J o u r n al o f T e s ti n g a n d E v a l u a ti o n， 2 0 1 1 ， 3 9 ( 2) ： 7 5—8 3 ． [ 1 1 ] J i H o n g g u a n g ， J I A L i h o n g ， L I Z h a o d i n g ． S t u d y o n t h e a c o u c t i c e — m i s s i o n —m o d e l o f c o n c r e t e d a ma g e [ J ] ． C h i n e s e J o u r n a l o f a — c o u s t i c s ， 1 9 9 6 ， 1 5 ( 2 ) ： 2 5— 2 8 ． [ 1 2 ] 纪洪厂 ， 张天森， 蔡美峰 ， 等． 混凝土材料损伤的声发射动态检 测试验研 究[ J ] ． 岩石力学 与工程学报 ， 2 0 0 0 ， 1 9 ( 2 ) ： 1 6 5— 1 6 8． [ 1 3 ] A e w i n ” 软件使用手册[ z ] ． 美国 P A C公司． [ 1 4 ] 董毓利 ， 谢和平 ， 李玉寿． 混凝土受压全过程声发 射特性及其 损伤本构模型[ J ] ． 力学与实践 ， 1 9 9 5 ， 1 7 ( 4 ) ： 2 5— 2 8 ． [ 1 5 ] 纪洪厂， 蔡美峰． 混凝土材料声发射与应力 一应变参量耦合关 系及应用[ J ] ． 岩石力学与工程学报， 2 0 0 3 ， 1 2 ( 2 ) ： 2 2 7 — 2 3 1 ． 第一作者 联 系地址 联系电话 通 讯作 者 联系电话 安康( 1 9 8 7一) ， 男， 硕士， 研究方向为混凝土损伤 断 裂。 江苏省南京市玄武区红山路 1 0 7号 江苏省建筑工程 质量检测中心有限公司( 2 1 0 0 2 8 ) 0 2 5—8 5 4 5 81 8 4 胡少伟( 1 9 6 9一) ， 男， 博士 ， 教授级高级工程师 ， 博士 生导师， 研究方向为水利、 水运工程。 0 2 5 —8 5 8 2 9 6 01 E 4 ]王起帆， 李洁 ， 田强． 塑钢混杂纤维轻骨料混凝土 力学性能研 究[ J ] ． 四川建筑科学研究， 2 0 1 0 ( 4 ) ： 2 0 4— 2 0 7 ． [ 5 ]向晓峰， 徐晓伟 ， 刘峰． 塑钢纤维增强轻骨料混凝土试验研究[ J ] ． 施工技术 ， 2 0 0 5 ( s 2 ) ： 8 9— 9 1 ． [ 6 ]牛建刚 ， 李伯潇 ， 张缜． 纤维增强轻骨料混凝土力学性能试验 研究[ J ] ． 混凝土， 2 0 1 3 ( 1 1 ) ： 9 3— 9 6 ． I- 7 ]尹健 ， 周士琼． 高性能混凝土轴心抗拉强度与劈裂抗拉强度试 验研究[ J ] ． 长沙铁道学院学报 ， 2 0 0 1 ( 2 ) ： 2 6— 2 9 ． 第一作者 [ 2 ]普 通混 凝 土 长 期 性 能 和耐 久 性 能 试 验 方 法标 准 ： G B ， T 联系地址 5 0 0 8 2 --2 0 0 9 [ s ] ． 北京． 中国建筑工业出版社， 2 0 0 9 ． [ 3 ]纤维混凝土试验方法标准 ： C E C S 1 3 --2 0 0 9 [ s ] ． 北京． 中国计划 出版社， 2 0 1 0 ． 联 系电话 牛建刚( 1 9 7 6一) ， 男 ， 教授， 博士 ， 研究生导师， 主要从 事混凝土结构耐久性 、 纤维轻集料混凝土方面研究。 内蒙古包头市阿尔丁大街 7号 内蒙古科技大学建筑 与土木工程学院( 0 1 4 0 1 0 ) 0 4 72—5 9 53 3 53