2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、<p><b>  中文3375字</b></p><p>  出處:Materials and Structures (2007) 40:221–227</p><p>  利用聲率發(fā)射過程分析橋梁混凝土的相對損傷評估</p><p>  Tetsuya Suzuki · Masayasu Ohtsu ·Mits

2、uhiro Shigeishi</p><p>  人們普遍意識到影響耐久性減少的原因,是鹽和其他化學(xué)物質(zhì)的腐蝕,凍融,碳化以及疲勞?;炷恋钠茐牧σ呀?jīng)在現(xiàn)存的結(jié)構(gòu)機(jī)械中通過壓縮試驗(yàn)和反彈錘實(shí)驗(yàn)測得。為有效保護(hù)混凝土結(jié)構(gòu),評估質(zhì)量是有必要的,不僅要評估混凝土的強(qiáng)度還要檢測混凝土的損害程度。結(jié)構(gòu)混凝土的定量損傷評估通過應(yīng)用聲波發(fā)射(AE)技術(shù)和損傷力學(xué)來實(shí)現(xiàn)。因此,在現(xiàn)存的結(jié)構(gòu)的核心進(jìn)行。</p>&

3、lt;p>  核心樣品從一個已經(jīng)使用了87年的鋼筋混凝土公路橋的拱片段得到。抗壓強(qiáng)度和楊氏模量測定的壓縮試驗(yàn)隨著汽車電子測量。動態(tài)楊氏模量還可以計(jì)算出縱波速度。因此,相對損害定量評價從靜態(tài)和動態(tài)楊氏模量和比較結(jié)果自動曝光率過程分析。</p><p>  T. Suzuki學(xué)院生物資源科學(xué),日本大學(xué),日本</p><p>  M. Ohtsu研究生院科學(xué)與技術(shù),熊本大學(xué),日本</

4、p><p>  M. Shigeishi 工學(xué)部,熊本大學(xué),日本</p><p><b>  1.導(dǎo)言</b></p><p>  損傷的具體形成原因由于收到環(huán)境的影響。近年來,從生活的角度和周期成本分析(每個地方選區(qū)) ,對損害的混凝土結(jié)構(gòu)定量評價已十分需求。因此,有必要制定一項(xiàng)定量技術(shù)來評價具體的結(jié)構(gòu)損失。 在對混凝土結(jié)構(gòu)的具體診斷和檢查,通常

5、采取評價巖心樣本的機(jī)械性能和化學(xué)性能。 然而,通過壓縮測試得到的物理性能卻不直接反映損害評價。</p><p>  聲波發(fā)射技術(shù)( AE )被公認(rèn)為最有希望評估損害程度的技術(shù)。本文作者作者之一認(rèn)為壓縮聲波發(fā)射技術(shù)是制定的比率過程分析[ 1 ] 。結(jié)果樣品經(jīng)過凍融過程顯示其之間的密切關(guān)系比率工藝參數(shù)和孔容[ 2 ] 。 應(yīng)用聲波發(fā)射進(jìn)程分析和損傷力學(xué),評價具體的樣品芯結(jié)構(gòu)的損傷,從現(xiàn)有的已知要估算[ 3 , 4 ]

6、 。從數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)的分析,運(yùn)用聲率發(fā)射之間的損害參數(shù)來確定一個完整的計(jì)算彈性模量公式,在埋地管道里的混凝土結(jié)構(gòu)在一定程度的損害就可以被成功估計(jì)[ 5 ] 。因此,聲發(fā)射利率過程分析( DeCAT )和具體的數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上利用一個程序來估計(jì)相對損傷來實(shí)施混凝土損害評價。</p><p>  在這項(xiàng)研究中,對從一個已經(jīng)使用了87年的鋼筋混凝土公路橋的拱片段得到的核心樣品進(jìn)行了抗壓強(qiáng)度和楊氏模量估計(jì)。DecAt系統(tǒng)進(jìn)行

7、了比較靜態(tài)和動彈性模量來進(jìn)行相對損失估計(jì)。</p><p><b>  2.分析步驟</b></p><p>  2.1聲率發(fā)射過程分析</p><p>  樣品在壓縮情況下的微小裂紋與樣品上的AE過程相關(guān)聯(lián)。這些微裂紋在最后的失敗之前逐漸被積累。AE過程數(shù)量的增加與這些微小裂紋的積累是相關(guān)的。聲發(fā)射產(chǎn)生的過程是依賴于在一定應(yīng)力水平下裂縫的數(shù)量

8、,而且是隨機(jī)過程[ 6 ] 。因此,比率過程理論引入量化壓縮下聲發(fā)射特性[ 1 ] 。下列方程代表AE命中dN的數(shù)量從V增加到V+dV,</p><p>  f (V) dV = dN/N (1)</p><p>  , 其中N是聲發(fā)射事件總數(shù)和F(V)是聲發(fā)射在應(yīng)力水平V( % )的概率

9、函數(shù) 。在方程( 1 )F(V)外 ,下面的雙曲線功能假設(shè),</p><p>  f (V) = a/V+ b, (2)</p><p>  其中a,b是常數(shù),得到的‘a(chǎn)’含義是一個數(shù)率。</p><p>  在方程( 2 ) ,其中A的含義反映在指定的應(yīng)力水平聲

10、發(fā)射活動,這樣的概率各不相同,這取決于是否率'a'是積極的或消極的,特別是在低應(yīng)力水平。兩個可能的關(guān)系的概率函數(shù)f (V)在圖中說明。 1 。如果比率是積極的,在聲發(fā)射活動的可能性高的低應(yīng)力水平, 建議具體損壞。如果是消極的比率,低的概率是在低應(yīng)力一級的,因?yàn)槿匀皇窃诜€(wěn)定狀態(tài)。因而, 是有可能的定量評價中的混凝土結(jié)構(gòu)損失在根據(jù)過程理論[ 1 ]使用壓縮下聲發(fā)射測量速率進(jìn)行測得。</p><p>&

11、lt;b>  圖1</b></p><p>  將方程(2)代入方程(1),AE總數(shù)N和水平(V)的數(shù)目之間的關(guān)系被把描述為下列的等式</p><p>  N = CVa exp(bV ). (3)</p><p><b>  其中C是

12、常數(shù)。</b></p><p><b>  2.2損傷力學(xué)參數(shù)</b></p><p>  損傷損傷力學(xué)參數(shù)可從一個相對確定的比例在彈性模量[ 7 ]中得到,</p><p>  Ω=1-E/E? (4)</p

13、><p>  其中E是具體損壞的楊氏模量,E?是假設(shè)完整或損壞的具體楊式模量。</p><p>  在壓縮試驗(yàn)的起始Ω0到最初的損傷,E0和楊氏模量是相對應(yīng)的,可從以下公式推出。</p><p>  E0 = E?(1 ?Ω0). (5)</p><p&g

14、t;  在單軸壓縮試驗(yàn)的具體范例中,應(yīng)變關(guān)系通常繪制圖所示。2 。根據(jù)方程( 4 ) , 最初的楊氏模量E0是與當(dāng)前一定程度的損害Ω0行對應(yīng)的。損害Ωc與最后的的靜止?fàn)顟B(tài)Εc是相對應(yīng)的。Ec被定義為一個很小的楊氏模量。在這項(xiàng)研究中,楊氏模量, E0 ,估計(jì)作為切線模量,后接近的應(yīng)變關(guān)系的雙曲線。</p><p>  2.3估計(jì)不變的楊氏模量E </p><p>  給出的方程( 5 ) ,

15、最初的損害Ω0是一個損失的指數(shù)。要從根本知道E ,但是從現(xiàn)有的模型中計(jì)算楊氏模E *量是很困難的,因此建議用AE過程方法進(jìn)行測試。這與楊氏模量的減少是有關(guān)系的,ln(E0 ? Ec),從 AE過程分析顯示圖中可以得到‘a(chǎn)’。 假定的計(jì)算過程中是開集。ln(E0 ? Ec)和利率的A值是合理的假定[ 5 ] 是線性相關(guān)的。楊氏模量(E0 ? Ec)的減少表示為</p><p>  E0 ? Ec = E(1 ?Ω0

16、) ? E(1 ?Ωc)</p><p>  = E(Ωc ?Ω0). (6)</p><p>  基于線性相關(guān)的數(shù)字,</p><p>  ln(E0 ? Ec) = ln[E(_c ?Ω0)] = xa + c,

17、 (7)</p><p>  這里E0= E,當(dāng)a=0時,可以使我們從AE分析中得到具體的楊氏模量。</p><p>  E= Ec + ec. (8) </p><p><b>  圖2</b></p><p&

18、gt;<b>  圖3</b></p><p><b>  (圖3)</b></p><p>  該程序的執(zhí)行,損害評價通過AE過程分析( DeCAT )得到 。</p><p><b>  2.4實(shí)驗(yàn)</b></p><p>  2.4.1聲發(fā)射測量和標(biāo)本</p>

19、<p>  從塊( 3.0米× 3.0米× 0.68米)標(biāo)本的核心中取出一個直徑為10CM,高為20CM的圓柱體,試塊是從如圖4(a)的公路橋的拱形片段得到。這座橋建于1918年,在日本熊本市。聲發(fā)射測量中壓縮試驗(yàn)是在圖4( b )所示。硅潤滑脂是貼在樣品的頂部和底以及在特氟隆表中插入的,以減少聲發(fā)射活動所產(chǎn)生的摩擦。系統(tǒng)(PAC制造)采用計(jì)數(shù)聲發(fā)射訪問次數(shù)的方法。聲發(fā)射檢測使用聲發(fā)射傳感器UT斯達(dá)康-

20、 1000 (共振頻率:約。 1兆赫) 。那個頻率范圍內(nèi)達(dá)到60 kHz到1兆赫。為了實(shí)驗(yàn)計(jì)數(shù),誤差時間定為2毫秒。應(yīng)該指出的是AE測量要在兩個渠道的軸向和側(cè)向進(jìn)行,AE擊中次數(shù)作為壓力水平特征,并且二種渠道的張力平均。</p><p><b>  圖4</b></p><p>  2.4.2動態(tài)楊氏模量</p><p>  測量縱波的速度來估

21、算動態(tài)楊氏模量。由一個超音波測試設(shè)備SIT-021測量(東京Sanwa Shoukou有限公司制造) 在樣品的表面測量到二個末端之間的時間。從而確定動態(tài)楊氏模量, </p><p>  Ed = (1 + ?aν)(1 ? 2?aν )ρ./(1 ? ?aν) (9)</p><p>  在這里, ρ是混凝土試樣的密度,V是泊松比設(shè)置為0.

22、2 。 VP是縱向的衡量波速。</p><p><b>  2.5結(jié)果和討論</b></p><p>  2.5.1混凝土力學(xué)性能的</p><p>  核心樣品抗壓強(qiáng)度的總結(jié)在表1 ,包含平均,最高,和最低值的所有標(biāo)本。共收集了12個混凝土砌塊樣品??箟簭?qiáng)度中平均值是25.3MPa, 最高值是32.4MPa, 和最低值是20.1MPa。初步楊

23、氏模量( E0 )平均值為21.2 GPa,最大值是27.9 GPa。最小值是16.8 GPa。動態(tài)楊氏模量(Ed)的計(jì)算公式( 11 ) 。 縱波平均速度是3207m/ s,最高速度是3770m/s,最低速度在 2,600米/秒。楊氏模量的平均值是22.1GPa,最高值在29.7 GPa,最低值是14.8GPa。</p><p>  2.5.2聲發(fā)射新一代壓縮技術(shù)</p><p>  聲

24、發(fā)射的過程顯示出每個標(biāo)本的消極的A值在聲發(fā)射率過程分析。兩個概率函數(shù)的結(jié)果在圖 5和6中展示.展示了</p><p>  ((a=?0.0012)為正?;炷梁蜐耩B(yǎng)28天的混凝土相比,在這研究</p><p>  中體現(xiàn)的最大((圖5)標(biāo)本和最低限度力量值分別為</p><p>  ?0.00012是?0.0008(圖6).這就是說a值隨破壞力的增加存在一個增加的傾

25、向。</p><p><b>  圖5</b></p><p><b>  圖6</b></p><p>  2.5.3相對損害和抗壓強(qiáng)度之間的關(guān)系</p><p>  由表1所示,利用DECAT系統(tǒng)可以測出楊氏模量由E0到E?的樣本相對損害,圖7顯示了相對損害與抗壓強(qiáng)度之間的比較。很清楚的可以看到

26、相對損害與抗壓強(qiáng)度是存在一定的關(guān)系的。因?yàn)榇蠖鄶?shù)樣品的相對損害值都低于1.0.可以認(rèn)為是比較受損害的</p><p><b>  圖7</b></p><p>  2.5.4相對損害和動態(tài)楊氏模量Ed/E之間的關(guān)系</p><p>  在現(xiàn)有的準(zhǔn)則和標(biāo)準(zhǔn)中,相對損害是由動態(tài)楊氏模量得出的。據(jù)報(bào)道,動態(tài)楊氏模量比靜態(tài)的要大出10%。這里,靜態(tài)楊氏

27、模量,由初始切線模量和動態(tài)楊氏模量測定的方程( 9 )得出 。因此,這些模數(shù)在圖8中進(jìn)行比較。很明顯初始楊氏模量(E0)和動態(tài)楊氏模量基本是一致的,實(shí)驗(yàn)證實(shí),初始楊氏模量和動態(tài)楊氏模量之間的差距不是很大。在評估凍害時,相對損害通常也是根據(jù)動態(tài)楊氏模量測得的,而且實(shí)驗(yàn)證明,動態(tài)模量和靜態(tài)模量是相同的。</p><p>  圖8 圖9</p>

28、;<p>  其中強(qiáng)度大于29 N/mm2見表1 。 在其他樣品,從整體的可以看出模數(shù)實(shí)在減少的。據(jù)圖7 ,只有第6號樣品的相對損失超過1.0 ,這表明這是一個完好的標(biāo)本。在表1中,發(fā)現(xiàn)這個樣品的強(qiáng)度超過30MPa 。結(jié)論說明抽樣第6號核心是完好的,但其他部分相對損壞的相對損失估計(jì)的范圍從0.6至0.9 。因此,可以利用DeCAT系統(tǒng)得出混凝土的完好部分和其他相對損害的都比較值。</p><p>&

29、lt;b>  3.結(jié)論</b></p><p>  定量評價結(jié)構(gòu)混凝土的損害已經(jīng)被開發(fā),人們應(yīng)用聲發(fā)射過程分析和損傷力學(xué)。人們都清楚地證實(shí),樣品核心的相對損害的定量評價可以利用DeCAT系統(tǒng)測得。結(jié)果:</p><p>  聲率發(fā)射方法使得混凝土的相對損害可以測定,同時發(fā)展了DeCAT系統(tǒng)。采用DeCAT系統(tǒng)可以測量橋梁樣品內(nèi)部的相對損害。</p><

30、p>  相對損害與壓強(qiáng)之間是存在一定的關(guān)系的。因?yàn)樵嚇拥南鄬p害小于1.0,認(rèn)為他們是已損害的。</p><p>  比較初始楊氏模量與動態(tài)楊氏模量證明動態(tài)楊氏模量與靜態(tài)模量是一致的。據(jù)證實(shí),動態(tài)楊氏模量與相對損害之間基本沒什么區(qū)別。然后,混凝土的聲音部分</p><p>  也被確定,其他部分的相對損害程度的定量測量就可以利用DeCAT系統(tǒng)來進(jìn)行。</p><p

31、><b>  參考文獻(xiàn)</b></p><p>  1.Ohtsu M( 1992年)核心測試混凝土聲發(fā)射測量分析。在: JSCE No.442/V-16 , 211-217</p><p>  2.Ishibashi A, Matsuyama K, Ohtsu M( 1998 )汽車電子應(yīng)用港口混凝土結(jié)構(gòu)的惡化診斷。 在: 145-152 頁</p>

32、;<p>  3.Watanabe H, Ichinose M, Tomoda Y, Ohtsu M( 2001年)定量估計(jì)損失在混凝土自動曝光?;炷翆W(xué)院(青年商會) 23 ( 1 ) :493 - 498 </p><p>  4.Suzuki T,Watanabe H, OhtsuM( 2002 )損害評價混凝土用聲發(fā)射方法。第六屆遠(yuǎn)東會議無損檢測, 111-116 頁</p>

33、<p>  5.Suzuki T, Ikeda Y, Komeno G, OhtsuM( 2004 )在具體的基于聲發(fā)射過程數(shù)據(jù)庫損害評價,青年商會26 ( 1 ) :1791 - 1796年</p><p>  6.Sato Y (1978) Elastodynamikcs.。巖波書店出版社</p><p>  7.Loland KE( 1980 )估計(jì)混凝土連續(xù)損傷模型的負(fù)載

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