混凝土压力与声速相关性的定量研究

发布时间：2020-11-08 14:22

　　 随着当前社会经济形势的不断发展,建筑物也在不断增多,在众多建筑材料中,使用范围最广、用量最大的一种便是混凝土,它可以在一定程度上保障整个建筑物的稳定性,因此被广泛采用。除了在建筑工程中占有很大地位,混凝土在公路工程、桥梁工程、隧道工程以及水利等领域中也同样发挥着不可替代的作用。混凝土用量如此之广,其质量以及破坏程度便受到了越来越多的关注。混凝土破坏的原因是其内部裂缝的发展,那么裂缝扩展过程在判定混凝土损伤时便显得尤为重要。目前已经得到的荷载-变形曲线是在混凝土受压力之后将试块截断,用电子显微镜观察界面上裂缝的几何性质,或者试块截断之后将裂缝染色,再用显微镜观察裂缝的性质,以此判断裂缝所处阶段,进而得出混凝土损伤情况。这种方法直观而且准确,通过显微镜可以直接看出裂缝发展阶段。然而这种检测方法对检测对象会造成一定的损坏,而且截断混凝土这个步骤耗时耗力。在混凝土内部结构及其各种力学特性的检测方面,无损检测技术是使用频率最高、检测结果最好的一种检测方法,它对混凝土内部损伤的定位及缺陷的测量能够快速地得出结果,并且使用方法也较为简捷。目前,无损检测技术以其独特的优势在钢筋混凝土的构造检测领域发挥着不小的作用,对混凝土的结构诊断、后期保养以及损伤维修起着不可替代的作用。在多种无损检测技术之中,最主要的方法之一当属超声波检测法(Ultrasonic Method),超声波检测法也叫超声法,它是利用换能器发射超高声波,再使超声波穿透被检试件,最后测试并分析携带试件内部信息的超声波以得出被检试件内部质量的一种方法。2001年,《超声法检测混凝土缺陷技术规程》(CECS21:2000)的颁布对超声法的使用起到了较大的推动作用,以测量声速值的方法来判断混凝土结构内部损伤得到了越来越广泛的应用。压力和声速有一定的相关性,在受力状态下混凝土裂缝的扩展,便可以通过超声波在试块中的传播速度来检验。可以联想到,如果利用超声法测试试块在受压状态下超声波的传播速度,就可以得到荷载与声速之间的关系,进而便能得出荷载作用下损伤演变规律。本文的研究对象是四种不同强度的混凝土试块,在养护至标准强度之后,将试块置于压力机下持续加压直至试块破损,在此过程中利用超声探测器测试穿过混凝土试块的声速变化情况,得出混凝土声速随施加压力的变化曲线。再结合前人做过的荷载-变形曲线,最终拟合出混凝土试块的压强-声速曲线,得出混凝土在内部裂缝不同发展阶段的声速变化。根据最终拟合好的图像,以混凝土损伤值为参考,判断出在一定声速条件下混凝土内部裂缝发展阶段是本文的关键所在。
【学位单位】：山东建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TU528
【部分图文】：

图 1-3 显微镜下的混凝土内部裂缝扩展过显微镜观察到的混凝土内部裂缝在荷载作用下的扩展情况的扩展可以分为四个阶段。第一阶段是承受荷载为其极限荷），该阶段混凝土比较稳定，裂缝几乎没有发生变化，变形增度，因此，极限载荷的 30%被称为“比例极限”。第二阶段0%-70%（图中 AB 阶段），随着荷载的继续增大，混凝土中了变化，它们不断增大、扩展、汇合。但是砂浆和石子之间，因此该阶段主要导致微小裂缝的开展，而砂浆内部并未开荷载为极限荷载的 70%-100%（图中 BC 阶段），该阶段变形受载荷超过极限荷载的 90%以后，砂浆内部开始出现裂缝，砂浆裂缝逐渐增多变大，并且微小裂缝也持续变大，临近的生汇合，成为连续裂缝，使裂缝进一步扩大。第四阶段是承图中 CD 阶段），该阶段发生重大变化的是连续裂缝，连续裂

2 超声法定义混凝土损伤的原理超声波仪器检测混凝土内部损伤的一种方法。超声超声波获取方式简单，成本低廉，操作便利，对人高效的检测工具。除此之外，温度、湿度、光强等不大[33]。这些独特的优点使超声法拥有了十分广阔量转换器件，它能实现声能和电能之间的相互转化，其特性与参数决定了整个设备的性能。

图 2-2 超声波检测仪检测混凝土实验的基本装置。超声波器，工作时，超声仪会持续产生重复作用下，发射换能器将电信号转换成，携带混凝土内部结构信息的超声波输至超声仪并被其放大处理，最终信土质量的过程，需要注意的是为了使与混凝土之间以及混凝土与接收换能波速度、频率、振幅等参数，根据这外，超声仪对混凝土的检测结果也可
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本文编号：2874904