基于声发射技术的钢筋混凝土梁加载破坏过程试验研究
发布时间：2021-01-15 17:59
长久以来,人们希望通过了解钢筋混凝土梁内部损伤在荷载作用下的发展过程,从而可以在桥梁发生危险前做出预警。而声发射技术作为无损检测手段的一种,能很好地捕捉钢筋混凝土结构内部损伤信号,从而可以在不对构件造成损伤的情况下获得其内部损伤的发展情况,这在桥梁的无损检测领域具有广阔的应用前景。为探究梁体内部损伤在荷载作用下的发展变化,设计并进行了3种工况下钢筋混凝土简支梁的压坏试验,采用声发射为主要技术手段,同时结合试验过程中测得的跨中挠度、跨中应变及梁内预应力变化等相关数据,探究钢筋混凝土简支梁破坏全过程损伤发展规律。论文的主要工作及成果如下:⑴利用参数分析法和波形分析法对3种工况下模型试验梁破坏全过程所收集到的声发射信号进行分析,得到了模型梁破坏各阶段的声发射信号特征。在达到临界荷载,即梁体贯通裂缝发生时,声发射信号会有明显的特征出现;⑵通过对预应力混凝土简支梁进行分级加载,发现临界荷载常发生于极限荷载的80%左右,此时梁体跨中挠度随荷载的增加会变缓慢,声发射信号的能量和振铃计数则会大幅度增加,此时声发射信号的中心频率主要集中在150 kHz和300 kHz左右;⑶通过对预应力混凝土简支梁进行...
【文章来源】：石家庄铁道大学河北省
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
声发射参数示意图
图 2-2 声发射信号时域图时域分析法的特点就是直观，能够形象地显示出声发射信号随时间的变化。同时，从图 2-2 中也可以看出，在整个过程中，时域信号是有疏有密的，甚至在某些时刻就没有明显的声发射信号波形。这就可以说明，信号密集的地方表示声发射信号产生较多且迅速，表示此时被检测构件有较为严重的损伤产生，其释放出的能量较多，产生的信号也多；而在时域信号中声发射波形比较稀疏的时间点，则表示声发射信号产生较少，此时损伤发生较为轻微。时域信号本身可以反映构件发生损伤的过程，但由于实际操作过程中噪声的干扰，同时声发射装置本身又极为敏感，极易受到外界噪声的干扰，故时域信号分析只能作为一个对构件的初步分析，信号收集完成后还需做进一步的分析。2.3.2 频域分析法相较于时域分析法，频域分析法是现在更为常用的波形分析法。频域分析通过将信号进行相关变换，能把信号从时间域投射到频率域上，这样能够更好地发现信号中存在的规律，如图 2-3 所示。
图 2-3 频域分析图 2-3 为通过傅里叶变换将左侧的时域图变换为右侧的频域图。图 2-3 中侧的时域波形是由函数式（2-1）随时间变化形成的。(2-而从图 2-3 右侧的频域图中，很容易就可以看出该信号的频率就集中在 1025、50、100Hz。由此可以判断，一个在时域中复杂的信号变换到频域中可能会变得简单明了，我们可以据此找出相关信号的频率变化特征，这也正是频域析优于时域分析的所在。频域分析法应用十分广泛，下面选取几种常用的变换方法加以介绍。2.3.2.1 傅里叶变换傅立叶变换是信号处理领域中一种很重要的算法。所依据的原理是：任何续测量的时序或信号，都可以表示为不同频率正弦波信号的无限叠加。在声发射信号的分析中，具体的傅立叶变换就是利用装置直接测得的原x (t ) = cos( 2 π 10t) +cos(2 π 25t) +cos(2 π 50t) +cos(2 π 100t)
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于声发射参数的全轻混凝土梁损伤分析[J]. 刘宗辉,潘燕秋,葛永彦. 混凝土. 2018(10)
[2]隧道衬砌混凝土爆破损伤累积规律试验研究[J]. 褚怀保,杨小林,叶红宇,梁为民,余永强,魏海霞. 铁道学报. 2018(03)
[3]砼受压试验全过程声发射特性研究[J]. 陈小佳,蔡宇清,崔太雷. 公路与汽运. 2018(01)
[4]钢筋混凝土梁声发射检测参数设置和受力特征试验研究[J]. 门进杰,朱乐,李欢,王晓丹. 西安建筑科技大学学报(自然科学版). 2015(06)
[5]傅里叶变换在深州井资料处理中的应用[J]. 尹宏伟,梁丽环,韩文英,郭学增,张蕾,信世民. 华北地震科学. 2014(04)
[6]受载混凝土破坏全过程声发射信号频带能量特征[J]. 赖于树,熊燕,程龙飞. 振动与冲击. 2014(10)
[7]近年国内桥梁垮塌事故分析及思考[J]. 韩亮,樊健生. 公路. 2013(03)
[8]基于声发射技术的混凝土梁破坏损伤过程的试验研究[J]. 姚云秀,贺豪凯,郝如江. 国防交通工程与技术. 2013(01)
[9]浅谈钢管混凝土柱柱芯混凝土质量检测[J]. 董松. 广东工业大学学报. 2009(03)
[10]无损检测技术在钢筋混凝土结构实体验收中的应用[J]. 薛祥. 甘肃科技. 2009(09)
博士论文
[1]基于声发射技术的钢筋混凝土损伤识别与劣化评价[D]. 陈忠购.浙江大学 2018
[2]细观混凝土分析模型与方法研究[D]. 金浏.北京工业大学 2014
[3]混凝土损伤检测声发射技术应用研究[D]. 张力伟.大连海事大学 2012
[4]地震区划中b值统计的若干问题研究[D]. 任雪梅.中国地震局地球物理研究所 2011
[5]混凝土损伤机理及饱和混凝土力学性能研究[D]. 白卫峰.大连理工大学 2008
硕士论文
[1]评估钢筋—混凝土界面损伤的超声导波法[D]. 张娣.江苏大学 2018
[2]声发射技术在混凝土梁破坏监测中的应用研究[D]. 李传禧.华南理工大学 2018
[3]钢筋混凝土简支梁破坏全过程声发射特性研究[D]. 王少帅.北京交通大学 2018
[4]基于声发射技术的混凝土试件弯曲损伤研究[D]. 范宇恒.北京交通大学 2017
[5]基于参数的轴承故障声发射特征提取研究[D]. 李东彪.沈阳工业大学 2017
[6]钢筋混凝土板声发射损伤检测关键参数试验研究[D]. 朱乐.西安建筑科技大学 2016
[7]基于声发射技术对预应力钢筋混凝土梁损伤判定[D]. 王宇.江苏大学 2016
[8]基于声发射和BP神经网络的钢筋混凝土梁损伤演化分析[D]. 郁董凯.江苏大学 2016
[9]基于声发射技术的钢筋混凝土梁损伤识别研究[D]. 张强.北京交通大学 2015
[10]钢筋混凝土损伤演化声发射监测及破坏机理研究[D]. 焦湖东.济南大学 2015
本文编号：2979262
【文章来源】：石家庄铁道大学河北省
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
声发射参数示意图
图 2-2 声发射信号时域图时域分析法的特点就是直观，能够形象地显示出声发射信号随时间的变化。同时，从图 2-2 中也可以看出，在整个过程中，时域信号是有疏有密的，甚至在某些时刻就没有明显的声发射信号波形。这就可以说明，信号密集的地方表示声发射信号产生较多且迅速，表示此时被检测构件有较为严重的损伤产生，其释放出的能量较多，产生的信号也多；而在时域信号中声发射波形比较稀疏的时间点，则表示声发射信号产生较少，此时损伤发生较为轻微。时域信号本身可以反映构件发生损伤的过程，但由于实际操作过程中噪声的干扰，同时声发射装置本身又极为敏感，极易受到外界噪声的干扰，故时域信号分析只能作为一个对构件的初步分析，信号收集完成后还需做进一步的分析。2.3.2 频域分析法相较于时域分析法，频域分析法是现在更为常用的波形分析法。频域分析通过将信号进行相关变换，能把信号从时间域投射到频率域上，这样能够更好地发现信号中存在的规律，如图 2-3 所示。
图 2-3 频域分析图 2-3 为通过傅里叶变换将左侧的时域图变换为右侧的频域图。图 2-3 中侧的时域波形是由函数式（2-1）随时间变化形成的。(2-而从图 2-3 右侧的频域图中，很容易就可以看出该信号的频率就集中在 1025、50、100Hz。由此可以判断，一个在时域中复杂的信号变换到频域中可能会变得简单明了，我们可以据此找出相关信号的频率变化特征，这也正是频域析优于时域分析的所在。频域分析法应用十分广泛，下面选取几种常用的变换方法加以介绍。2.3.2.1 傅里叶变换傅立叶变换是信号处理领域中一种很重要的算法。所依据的原理是：任何续测量的时序或信号，都可以表示为不同频率正弦波信号的无限叠加。在声发射信号的分析中，具体的傅立叶变换就是利用装置直接测得的原x (t ) = cos( 2 π 10t) +cos(2 π 25t) +cos(2 π 50t) +cos(2 π 100t)
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于声发射参数的全轻混凝土梁损伤分析[J]. 刘宗辉,潘燕秋,葛永彦. 混凝土. 2018(10)
[2]隧道衬砌混凝土爆破损伤累积规律试验研究[J]. 褚怀保,杨小林,叶红宇,梁为民,余永强,魏海霞. 铁道学报. 2018(03)
[3]砼受压试验全过程声发射特性研究[J]. 陈小佳,蔡宇清,崔太雷. 公路与汽运. 2018(01)
[4]钢筋混凝土梁声发射检测参数设置和受力特征试验研究[J]. 门进杰,朱乐,李欢,王晓丹. 西安建筑科技大学学报(自然科学版). 2015(06)
[5]傅里叶变换在深州井资料处理中的应用[J]. 尹宏伟,梁丽环,韩文英,郭学增,张蕾,信世民. 华北地震科学. 2014(04)
[6]受载混凝土破坏全过程声发射信号频带能量特征[J]. 赖于树,熊燕,程龙飞. 振动与冲击. 2014(10)
[7]近年国内桥梁垮塌事故分析及思考[J]. 韩亮,樊健生. 公路. 2013(03)
[8]基于声发射技术的混凝土梁破坏损伤过程的试验研究[J]. 姚云秀,贺豪凯,郝如江. 国防交通工程与技术. 2013(01)
[9]浅谈钢管混凝土柱柱芯混凝土质量检测[J]. 董松. 广东工业大学学报. 2009(03)
[10]无损检测技术在钢筋混凝土结构实体验收中的应用[J]. 薛祥. 甘肃科技. 2009(09)
博士论文
[1]基于声发射技术的钢筋混凝土损伤识别与劣化评价[D]. 陈忠购.浙江大学 2018
[2]细观混凝土分析模型与方法研究[D]. 金浏.北京工业大学 2014
[3]混凝土损伤检测声发射技术应用研究[D]. 张力伟.大连海事大学 2012
[4]地震区划中b值统计的若干问题研究[D]. 任雪梅.中国地震局地球物理研究所 2011
[5]混凝土损伤机理及饱和混凝土力学性能研究[D]. 白卫峰.大连理工大学 2008
硕士论文
[1]评估钢筋—混凝土界面损伤的超声导波法[D]. 张娣.江苏大学 2018
[2]声发射技术在混凝土梁破坏监测中的应用研究[D]. 李传禧.华南理工大学 2018
[3]钢筋混凝土简支梁破坏全过程声发射特性研究[D]. 王少帅.北京交通大学 2018
[4]基于声发射技术的混凝土试件弯曲损伤研究[D]. 范宇恒.北京交通大学 2017
[5]基于参数的轴承故障声发射特征提取研究[D]. 李东彪.沈阳工业大学 2017
[6]钢筋混凝土板声发射损伤检测关键参数试验研究[D]. 朱乐.西安建筑科技大学 2016
[7]基于声发射技术对预应力钢筋混凝土梁损伤判定[D]. 王宇.江苏大学 2016
[8]基于声发射和BP神经网络的钢筋混凝土梁损伤演化分析[D]. 郁董凯.江苏大学 2016
[9]基于声发射技术的钢筋混凝土梁损伤识别研究[D]. 张强.北京交通大学 2015
[10]钢筋混凝土损伤演化声发射监测及破坏机理研究[D]. 焦湖东.济南大学 2015
本文编号：2979262
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