基于声发射技术的钢筋混凝土梁损伤识别研究

混凝土材料作为一种造价合理、易于施工的建筑材料,广泛用于住宅、桥梁、港口、堤坝和机场等设施的建造过程中。但由于自重较大,修复较困难,钢筋混凝土结构一旦发生破坏,带来的财产、生命损失难以估计。因此,对已建混凝土结构进行损伤评估和安全性评价、对新建结构引入实时监测技术具有重大的现实意义。声发射检测系统对混凝土结构的内部损伤变化具有极强的敏感性,能够克服传统检测手段的局限,实时监测混凝土结构的工作状态,对结构破坏及时预警。本文设计了钢筋混凝土梁四点弯曲试验,对破坏全过程采集的声发射信号进行了分析,探究声发射特征参数与梁体内部损伤之间的关系。论文的主要研究工作和成果有：1.对钢筋混凝土梁进行四点弯曲声发射试验研究。利用参数分析法对破坏过程中采集的声发射特征参数进行统计分析,确定了梁内不同破坏机制的幅值和频率范围。2.利用损伤力学和声发射速率过程理论,对梁体损伤过程进行研究。拟合得到声发射活性函数,绘制以声发射参数表征的损伤量曲线。本文研究发现,在不同的加载阶段,声发射速率参数a具有不同的变化规律,提出了根据声发射速率参数a对混凝土损伤识别预警的方法。3.应用分形理论,利用MATLAB程序计算声发射参数时间序列的关联维数,并结合声发射参数、损伤量,对关联维数的变化规律进行分析。根据破坏前关联维数“极大—极小”的变化规律,提出关联维数变化率阈值,以此识别梁体的工作状态。