混凝土簡單應力場的超聲測試技術研究.pdf

1、目前，混凝土應力的超聲尾波測試技術受到了國內外研究人員越來越多的關注，研究對象從最初的單向受拉試塊逐漸擴展到受壓試塊和簡單受力構件，其基本研究內容是建立尾波參數(shù)指標與特定混凝土應力場的對應關系。本文以鋼筋混凝土工字梁為研究對象，對國家自然科學基金項目（批準號:51478072）的“時域信號與三點彎曲應力場變化關系試驗測試”內容進行研究，提出了采用一階信號參數(shù)表征應力變化的試驗技術路線，設計并實施了鋼筋混凝土工字梁三點彎曲應力場的超聲尾波

2、測試研究方案，在22個荷載等級下，對每一荷載等級各進行8組重復試驗，在檢驗測試數(shù)據(jù)穩(wěn)定性的基礎上，編制有限差分格式算法程序，提取出尾波幅值變化的第一階成分（線性成分），建立了工字梁尾波幅值一階變化系數(shù)與各荷載等級的近似線性關系，分析了線性關系系數(shù)（斜率）的變異系數(shù)。主要研究工作如下:
　　(1)針對混凝土應力場的超聲尾波測試研究做了兩方面的調研。首先調研尾波參數(shù)指標與混凝土應力變化相互關系的研究成果，然后調研差分算法，明確采用向前

3、差分格式編制算法程序，在此基礎上，提出采用測試數(shù)據(jù)一階信號參數(shù)表征應力變化的技術路線，初步確定試驗的測點布設、儀器參數(shù)設置和加載制式。
　　(2)基于泰勒展開原理，編制了有限差分格式的MATLAB數(shù)據(jù)處理程序。以三點彎曲荷載等級為自變量推導的泰勒展開公式為基礎，編制向前差分格式的算法程序，從均一化能量的角度分析尾波各階（一階至四階）信號的能量比例，在檢驗展開階次的合理性后，去除了高階成分的影響，提取出尾波幅值一階變化系數(shù)，進而建立

4、其與應力的線性關系曲線。
　　(3)工字梁三點彎曲應力場超聲尾波時域測量模型參數(shù)的試驗研究。首先，進行混凝土梁自重應力場尾波測試，從信噪比角度分析了試驗數(shù)據(jù)的重復性，從能量幅值的角度檢驗了結果的穩(wěn)定性。在此基礎上，重點設計并實施工字梁三點彎曲應力場尾波測試試驗，采集22個荷載等級的數(shù)據(jù)，利用前述算法程序，提取了時域中各狀態(tài)波形的一階變化系數(shù)，在測試范圍內，得到了工字梁一階變化系數(shù)與荷載等級的線性關系。計算各次試驗線性關系系數(shù)（斜率