混凝土简单应力场的超声测试技术研究
发布时间：2022-10-29 12:28
目前,混凝土应力的超声尾波测试技术受到了国内外研究人员越来越多的关注,研究对象从最初的单向受拉试块逐渐扩展到受压试块和简单受力构件,其基本研究内容是建立尾波参数指标与特定混凝土应力场的对应关系。本文以钢筋混凝土工字梁为研究对象,对国家自然科学基金项目（批准号:51478072）的“时域信号与三点弯曲应力场变化关系试验测试”内容进行研究,提出了采用一阶信号参数表征应力变化的试验技术路线,设计并实施了钢筋混凝土工字梁三点弯曲应力场的超声尾波测试研究方案,在22个荷载等级下,对每一荷载等级各进行8组重复试验,在检验测试数据稳定性的基础上,编制有限差分格式算法程序,提取出尾波幅值变化的第一阶成分（线性成分）,建立了工字梁尾波幅值一阶变化系数与各荷载等级的近似线性关系,分析了线性关系系数（斜率）的变异系数。主要研究工作如下:（1）针对混凝土应力场的超声尾波测试研究做了两方面的调研。首先调研尾波参数指标与混凝土应力变化相互关系的研究成果,然后调研差分算法,明确采用向前差分格式编制算法程序,在此基础上,提出采用测试数据一阶信号参数表征应力变化的技术路线,初步确定试验的测点布设、仪器参数设置和加载制式...
【文章页数】：139 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 研究现状
1.2.1 混凝土结构的超声测试技术
1.2.2 超声尾波在应力测试领域的研究
1.2.3 混凝土结构应力无损检测小结
1.2.4 有限差分算法
1.3 问题的提出
1.4 研究内容及技术路线
1.4.1 研究内容
1.4.2 本文技术路线
1.5 本文特色
第二章 基本理论
2.1 引言
2.2 弹性波理论基础
2.2.1 声弹性原理
2.2.2 弹性固体介质中的波动方程
2.2.3 均匀各向同性介质弹性波的有限差分格式
2.3 超声波在混凝土中的传播衰减
2.4 尾波干涉原理
2.4.1 多重散射现象
2.4.2 尾波的形成机理
2.4.3 尾波干涉技术
2.5 泰勒展开式及其推导
2.5.1 泰勒展开式
2.5.2 基于泰勒展开的本文理论推导
2.6 本章小结
第三章 超声测试试验准备及方案
3.1 超声波试验仪器
3.2 试验材料设计及制作
3.3 试验前的准备工作
3.3.1 试验方案确定前的准备
3.3.2 试验装置的制备
3.3.3 换能器固定位置的确定
3.4 混凝土简单应力场的超声波测试试验方案
3.4.1 无外荷载状态下的重复试验
3.4.2 超声尾波监测混凝土矩形梁的应力变化
3.4.3 超声尾波监测钢筋混凝土工字梁的应力变化
3.5 本章小结
第四章 试验数据处理与结果分析
4.1 无外荷载状态下的重复试验数据分析
4.1.1 矩形梁的重复试验
4.1.2 工字梁的重复试验
4.1.3 小结
4.2 超声尾波监测混凝土矩形梁的应力变化数据分析
4.2.1 尾波监测14层荷载下的应力变化
4.2.2 尾波监测16层荷载下的应力变化
4.3 超声尾波监测钢筋混凝土工字梁的应力变化数据分析
4.3.1 尾波监测#1工字梁的应力变化
4.3.2 尾波监测#2工字梁的应力变化
4.4 关于成果的一些讨论：二阶成分
4.5 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]小应力扰动下岩石弹性波速变化的波形检测[J]. 宋丽莉,葛洪魁,梁天成,郭志伟,张金伟. 中国石油大学学报(自然科学版). 2012(04)
[2]利用多次散射波监测介质性质变化的试验研究[J]. 宋丽莉,葛洪魁,郭志伟,王小琼. 岩石力学与工程学报. 2012(04)
[3]利用背景噪声互相关研究汶川地震震源区地震波速度变化[J]. 刘志坤,黄金莉. 地球物理学报. 2010(04)
[4]既有混凝土结构现存应力测试方法研究[J]. 时蓓玲,吴锋,孙穆. 水运工程. 2008(12)
[5]声弹法及其应力测量的超声技术[J]. 王寅观. 新技术新工艺. 1989(04)
硕士论文
[1]基于超声波理论的钢管混凝土拱桥缺陷检测研究[D]. 官权.华南理工大学 2010
[2]混凝土工作应力测试的若干问题的研究[D]. 林湘祁.浙江大学 2008
[3]长距离周期管结构中弹性波传播特性研究[D]. 张巍.西北工业大学 2003
本文编号：3697686
【文章页数】：139 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 研究现状
1.2.1 混凝土结构的超声测试技术
1.2.2 超声尾波在应力测试领域的研究
1.2.3 混凝土结构应力无损检测小结
1.2.4 有限差分算法
1.3 问题的提出
1.4 研究内容及技术路线
1.4.1 研究内容
1.4.2 本文技术路线
1.5 本文特色
第二章 基本理论
2.1 引言
2.2 弹性波理论基础
2.2.1 声弹性原理
2.2.2 弹性固体介质中的波动方程
2.2.3 均匀各向同性介质弹性波的有限差分格式
2.3 超声波在混凝土中的传播衰减
2.4 尾波干涉原理
2.4.1 多重散射现象
2.4.2 尾波的形成机理
2.4.3 尾波干涉技术
2.5 泰勒展开式及其推导
2.5.1 泰勒展开式
2.5.2 基于泰勒展开的本文理论推导
2.6 本章小结
第三章 超声测试试验准备及方案
3.1 超声波试验仪器
3.2 试验材料设计及制作
3.3 试验前的准备工作
3.3.1 试验方案确定前的准备
3.3.2 试验装置的制备
3.3.3 换能器固定位置的确定
3.4 混凝土简单应力场的超声波测试试验方案
3.4.1 无外荷载状态下的重复试验
3.4.2 超声尾波监测混凝土矩形梁的应力变化
3.4.3 超声尾波监测钢筋混凝土工字梁的应力变化
3.5 本章小结
第四章 试验数据处理与结果分析
4.1 无外荷载状态下的重复试验数据分析
4.1.1 矩形梁的重复试验
4.1.2 工字梁的重复试验
4.1.3 小结
4.2 超声尾波监测混凝土矩形梁的应力变化数据分析
4.2.1 尾波监测14层荷载下的应力变化
4.2.2 尾波监测16层荷载下的应力变化
4.3 超声尾波监测钢筋混凝土工字梁的应力变化数据分析
4.3.1 尾波监测#1工字梁的应力变化
4.3.2 尾波监测#2工字梁的应力变化
4.4 关于成果的一些讨论：二阶成分
4.5 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]小应力扰动下岩石弹性波速变化的波形检测[J]. 宋丽莉,葛洪魁,梁天成,郭志伟,张金伟. 中国石油大学学报(自然科学版). 2012(04)
[2]利用多次散射波监测介质性质变化的试验研究[J]. 宋丽莉,葛洪魁,郭志伟,王小琼. 岩石力学与工程学报. 2012(04)
[3]利用背景噪声互相关研究汶川地震震源区地震波速度变化[J]. 刘志坤,黄金莉. 地球物理学报. 2010(04)
[4]既有混凝土结构现存应力测试方法研究[J]. 时蓓玲,吴锋,孙穆. 水运工程. 2008(12)
[5]声弹法及其应力测量的超声技术[J]. 王寅观. 新技术新工艺. 1989(04)
硕士论文
[1]基于超声波理论的钢管混凝土拱桥缺陷检测研究[D]. 官权.华南理工大学 2010
[2]混凝土工作应力测试的若干问题的研究[D]. 林湘祁.浙江大学 2008
[3]长距离周期管结构中弹性波传播特性研究[D]. 张巍.西北工业大学 2003
本文编号：3697686
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