钢筋混凝土T梁在简单应力场下的应力测试研究

发布时间：2020-03-28 19:48

【摘要】：目前,混凝土结构应力超声尾波测试的研究对象已经从标准的立方体或棱柱体试块逐渐扩展到米级的试件,其应力场也从均匀拉压简单应力场扩展到更接近工程应用的应力场。本文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,以钢筋混凝土 T梁为研究对象,参考国内外混凝土应力的超声尾波测试研究成果,结合课题组前期完成的混凝土梁应力场尾波干涉试验,提出以一阶信号参数表征混凝土梁应力场的研究思路,在建立特定应力场增量的尾波时域测量模型基础上,设计并实施了混凝土梁三点弯曲应力场的超声尾波测试研究方案,采集了 22个荷载等级的试验数据,在对数据统计分析的基础上,以0级荷载为原点,将超声尾波作为以荷载等级为自变量的函数向量进行泰勒展开,分析各阶(一阶至五阶)信号的能量比例,在此基础上去除高阶信号的影响,提取出一阶信号,建立了一阶信号参数与荷载等级的线性关系曲线。主要研究内容如下:(1)基于文献调研成果,提出本文的研究路线。重点调研超声尾波在混凝土结构应力测试方面的研究成果,整理、归纳和分析国内外相关研究的原理、方法、试验方案和结果,基于课题组前期完成的混凝土梁应力场尾波干涉和幅值分析结果,提出采用一阶信号参数来表征混凝土梁三点弯曲应力场的技术路线,初步明确了本次试验研究的三点弯曲试验方案、超声仪器的参数指标和三点弯曲加载的荷载等级。(2)建立基于泰勒展开的应力增量场系数超声尾波时域测量模型。以特定(三点弯曲)应力场的荷载作用为自变量,将各荷载等级下的超声尾波作为函数向量,在0级荷载处进行泰勒展开,根据各阶信号的相对能量大小确定展开阶次,在此基础上,提出以一阶信号(在特定应力场引起的信号向量一阶变化方向上的投影值)参数来表征荷载等级的测量模型。(3)T梁三点弯曲应力场超声尾波时域测量模型参数的试验研究。设计并实施了钢筋混凝土 T梁三点弯曲应力场的超声尾波测试方案,采集了 22个荷载等级的超声尾波测试数据,通过课题组事先编制好的MATLAB运算程序,提取出各荷载等级下原始超声尾波中的一阶信号(线性部分),得到了一阶信号参数与荷载等级的线性关系曲线,通过对多次试验的关系曲线进行对比分析,研究了温度对关系曲线的影响。
【图文】：

示意图,尾波,多相复合材料,多重散射

２．１．１－１构成尾波的多重散射波示意图（引自Ｃ．邋Ｐａｃｈｅｃｏ等，２００８）逡逑图中星号Ａ表示发射端，三角号Ｂ表示接收端逡逑是非均匀的各向异性的多相复合材料，其内部具有发达的孔泛，这非常有利于尾波的形成。传统声学技术在处理混凝土的面存在难以克服的障碍，而尾波是由于弹性波在散射体随

尾波,散射体,扰动信号,星号

．１．２尾波干涉技术，是指利用有限数量的接收器记录的多重散射波来推断介质内逡逑随时间的变化规律。这种技术既可以用于监测介质随时间的变化趋势，又可以对逡逑质中微弱变化程度予以量化。所谓尾波干涉，是以随机非均匀分布的散射体作为逡逑涉仪，利用多重散射波来监测介质随时间的变化。对于点散射体位置的准随机扰逡逑，波源位置或波速的变化，都可以通过尾波的时移互相关系数来表示。如图２．１．２－逡逑所示，当对散射体位置进行扰动时，通常，扰动也会引起介质的其他变化，如波逡逑源位置的改变。将扰动前的信号称之为“未扰动信号”（Ｕ叩ｅｒｔｕｒｂｅｄＳｉｇｎａｌ），扰逡逑之后的信号称作“扰动信号”（ＰｅｒｔｕｒｂｅｄＳｉｇｎａｌ）。在早期Ｕ＜０．０４ｓ），，图中的波逡逑没有发生散射，表现为这些波的路径长度对散射体的小扰动行为（远小于主波波逡逑）不敏感，导致扰动信号与未扰动信号波形很相似。然而，随着时间的推移，多逡逑散射波对散射体扰动后的响应将会越来越敏感，因为随着时间的增加，波在散射逡逑之间的反射活动会变得越来越剧烈，因此，扰动信号与未扰动信号之间的相关性逡逑随着时间而降低。介质中的扰动情况可以通过扰动前后记录的尾波之间的互相逡逑性予以量化。逡逑
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U441

【参考文献】