基于超聲導波測試信號鋼筋混凝土損傷評價方法研究.pdf

1、鋼筋混凝土廣泛應用于土木工程結(jié)構(gòu)中，而鋼筋是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中主要受力構(gòu)件。在環(huán)境腐蝕和疲勞荷載作用下，鋼筋難免會發(fā)生損傷，鋼筋的損傷往往具有一定的隱蔽性，給檢測帶來一定的難度。目前鋼筋損傷還缺乏有效的動態(tài)監(jiān)測手段，而超聲導波具有靈敏度高、監(jiān)測面廣、接收到的信號包含鋼筋內(nèi)部及接觸面的整體信息等優(yōu)點。但是超聲導波信號具有頻散和多模態(tài)特性，給監(jiān)測結(jié)果識別帶來一定的影響。開展基于超聲導波信號識別鋼筋混凝土損傷具有重要的意義。本文主要內(nèi)容如下:<

2、br>　　第一，利用有限元分析軟件ANSYS建立了鋼筋缺陷超聲導波傳播模型，對鋼筋多種程度的損傷進行了模擬檢測，利用ANSYS自帶的瞬態(tài)力學分析模塊進行求解，得到了各組工況缺陷超聲導波回波信號。再利用MATLAB軟件將各組缺陷超聲導波回波信號進行了分形維數(shù)的分析，得到了鋼筋不同缺陷長度和深度分形維數(shù)特征值，研究發(fā)現(xiàn)分形維數(shù)與缺陷長度和深度存在近似線性關(guān)系。
　　第二，進行了不同缺陷長度和深度鋼筋超聲導波實驗，根據(jù)不同工況的缺陷回波

3、波形，利用分形維數(shù)理論分析了不同損傷程度的超聲導波信號。取得了與模擬結(jié)果相類似的結(jié)果，驗證了用分形維數(shù)的方法進行超聲導波信號的損傷識別的有效性。
　　第三，利用超聲導波檢測了混凝土中的鋼筋腐蝕損傷，對測試超聲導波信號進行了能量分析，得出腐蝕前后信號能量變化值是隨著腐蝕程度增加而增加的。又用MATLAB軟件對原始信號進行小波包分析，得到各腐蝕階段的小波包能量譜，通過各頻段信號的能量分布的變化來診斷結(jié)構(gòu)的損傷程度。此外，運用小波包分析