鋼筋混凝土梁破壞過程聲發(fā)射Kaiser效應(yīng)試驗研究.pdf

1、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)結(jié)合了鋼筋與混凝土的諸多優(yōu)點，造價較低，是目前土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的首選形式，其應(yīng)用范圍非常廣泛。鋼筋混凝土是非均勻的、多孔的、多變的各向異性復(fù)合材料，它不僅有著復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，而且其性質(zhì)的分散性極大。通過采集鋼筋混凝土材料受力時產(chǎn)生的聲發(fā)射信號，對材料在受力狀態(tài)下的聲發(fā)射現(xiàn)象進(jìn)行實時監(jiān)測，能了解材料因為受力而產(chǎn)生破壞的實時狀態(tài)，對建筑結(jié)構(gòu)的診斷、保養(yǎng)和維修起到重要作用。 將鋼筋混凝土聲發(fā)射過程的Kaiser效應(yīng)應(yīng)用于建

2、筑結(jié)構(gòu)中的受載歷史的檢測，一個很重要的前提是必須首先證明Kaiser效應(yīng)是鋼筋混凝土材料的固有特性，即Kaiser效應(yīng)是普遍存在的、有效的。本文在總結(jié)國內(nèi)外聲發(fā)射Kaiser效應(yīng)研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了鋼筋混凝土梁破壞過程Kaiser效應(yīng)試驗研究。通過對加載過程中聲發(fā)射計數(shù)的分析，證實了鋼筋混凝土材料在加載過程中聲發(fā)射Kaiser效應(yīng)和Felicity效應(yīng)的存在性。在每一輪加載過程的聲發(fā)射計數(shù)累加的自然對數(shù)與荷載值關(guān)系曲線上，選取Kaise

3、r點附近的荷載值進(jìn)行三次曲線擬合，確定每一輪的Kaiser點荷載，計算出每一輪的聲發(fā)射技術(shù)參數(shù)Felicity比。通過描繪每一輪加載過程的Felicity比與相對荷載水平的關(guān)系曲線，分析了聲發(fā)射技術(shù)參數(shù)Felicity比隨相對荷載水平的變化趨勢。 影響聲發(fā)射技術(shù)重要參數(shù)Felicity比的因素有很多，尤其是試驗中的加載速率和卸載速率更為顯著。本文根據(jù)現(xiàn)有的實驗條件，對三批相同試驗條件下制作的試件按不同的加載速率0.5kN/s、2

4、kN/s、5kN/s進(jìn)行聲發(fā)射試驗研究。將不同加載速率條件下的Felicity比隨荷載水平變化趨勢的曲線進(jìn)行比較分析，研究加載速率對聲發(fā)射技術(shù)的重要參數(shù)Felicity比的影響。本文研究的主要結(jié)論如下： 1.鋼筋混凝土在往復(fù)循環(huán)加載中存在明顯的Kaiser效應(yīng)，其存在性是鋼筋混凝土材料破壞過程不可逆的結(jié)果。 2.Felicity比是對材料聲發(fā)射過程不可逆程度更為詳細(xì)的描述。鋼筋混凝土破壞過程中，F(xiàn)elicity比隨相對荷

5、載水平的變化規(guī)律具有一致性，即隨著相對荷載水平的提高而單調(diào)下降。當(dāng)達(dá)到較高的應(yīng)力水平后，F(xiàn)elicity比迅速下降，Kaiser效應(yīng)衰退，表現(xiàn)為Felicity效應(yīng)：Felicity比可反映材料原先所受損傷的嚴(yán)重程度，應(yīng)用Kaiser效應(yīng)與Felicity效應(yīng)可評價鋼筋混凝土構(gòu)件在加卸載過程中的損傷劣化水平。 3.在50％極限荷載的范圍內(nèi)，應(yīng)用Kaiser效應(yīng)評價鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)曾受過的最大荷載還是可行的。 4.加載速率的