基于压电阻抗的混凝土裂缝监测

基于压电阻抗技术对混凝土标准试块裂缝的出现和发展进行监测.在混凝土试块上粘贴压电片,人为切割深度分别为1、3、5cm作为三种不同损伤工况,采用精密阻抗分析仪4294A提取混凝土试块在健康状况和各损伤工况下的压电片电导信号.实验结果表明,裂缝的出现和发展使得电导信号发生漂移,且损伤越大,变化越大；引入的RMSD值可以表征损伤的程度.     

基于压电阻抗的钢管混凝土柱界面缺陷检测研究

在介绍基于压电阻抗的缺陷检测基本原理的基础上,利用压电传感器的压电阻抗测量对一大比例不规则多腔钢管混凝土试件中钢管内壁与核心混凝土之间的模拟界面剥离缺陷进行检测试验研究。对压电传感器在不同频段的机电耦合阻抗进行测量,基于压电阻抗测量值差的均方根定义损伤指标。结果表明,基于压电材料机电耦合阻抗测量可以实现属于隐蔽缺陷的钢管混凝土柱界面剥离缺陷的有效检测。     

基于压电阻抗技术的混凝土剪力墙裂缝损伤监测

简要阐述了基于压电阻抗法的结构损伤监测技术基本原理,指出了该项技术的优点.结合压电阻抗法及混凝土结构的特点,提出了针对混凝土裂缝损伤监测的传感器布置策略.最后,利用有限元软件对基于压电阻抗技术的混凝土裂缝损伤监测技术进行数值模拟研究.在研究中,建立了黏贴有压电陶瓷传感器列阵的混凝土剪力墙模型,模拟了墙体由健康状态逐渐向...     

再生混凝土物理力学性能试验研究

采用废砖粗骨料、废混凝土细骨料完全替代天然骨料,配制了5组不同配合比的再生混凝土试块。通过试验得到立方体试块的抗压强度、碳化深度以及棱柱体试块的轴心抗压强度、弹性模量、收缩等力学性能指标。经分析得出轴心抗压强度与立方体抗压强度、弹性模量与抗压强度的关系,并对混凝土碳化和收缩公式进行了拟合。     

混凝土冻融循环后的力学性能研究

对混凝土试块进行25、50、75次快速冻融循环试验。研究混凝土试块在冻融循环作用下的表面情况,还有其质量、抗压强度和弹性模量的变化规律,并分别建立混凝土试块的质量、抗压强度和弹性模量与冻融循环次数的关系式。研究结果表明,冻融循环对混凝土的弹性模量损伤最大,其次是混凝土的强度,最后是混凝土的质量损失。而且,在混凝土冻融循环过程中,混凝土冻融损伤的过程就是混凝土内部冻胀微裂纹由内部逐渐发展到混凝土表面的过程。     

压电阻抗技术在结构健康监测中的应用研究

压电阻抗原理在土木工程结构健康监测中的应用得到越来越多的关注。系统阐述了压电材料、压电阻抗原理、压电材料与被监测结构的相互作用模型,以及基于阻抗信息的监测技术,归纳了压电阻抗技术应用中压电材料尺寸选择、扫描频率选择、感应范围、粘结剂影响、数据采集设备的发展、数据处理方法等方面的研究成果,并对目前存在的问题进行了总结和分析。     

大体积混凝土足尺模型内部的水化温升观察

为了检验国贸三期主塔楼底板混凝土配合比的合理性和施工措施的有效性,进行了4.5m×4.5m×4.5m大体积混凝土足尺模型试验。通过在模型试块中不同部位布置的温度传感器,实时监测了混凝土内部的温度发展变化情况。试验结果表明,模型混凝土内部温升约40℃,5～7d达到峰值;混凝土内任意两点间的温度差不超过21℃。基于本次试验采用的混凝土配合比和施工、养护方法,可以满足工程设计对于实际底板中的温度分布与发展的要求。     

压电阻抗法识别管道裂纹试验研究

在运营条件下对油气管道的裂纹损伤进行有效识别是实现油气管道健康监测的重要内容之一,实时探测识别油气管道的损伤有利于建立管道健康监测系统。本文利用压电阻抗技术,对油气管道裂纹损伤进行了识别试验。试验分四种工况,通过量测不同深度裂纹损伤的油气管道的压电阻抗谱,分析了油气管道裂纹损伤与压电阻抗谱变化的规律,并利用统计特征指标RMSD和MAPD进一步评估损伤。试验结果表明:损伤的发展会导致电导纳实部频谱曲线向左偏移,频谱曲线峰值频率减小;随着损伤程度的增大,RMSD和MAPD指标呈线性增长。由此实现了对油气管道裂纹损伤程度的有效判别。因此,压电阻抗技术可应用于油气管道的损伤识别,研究结果可为油气管道结构健康监测提供借鉴。     

基于神经网络方法的EMI结构损伤识别

介绍了利用机电阻抗法对铝板的结构损伤诊断,然后建立BP神经网络模型对铝板的不同损伤状态进行识别。将压电陶瓷片PZT粘贴在铝板的中心,利用压电陶瓷的动态特性和压电系统的耦合作用,用阻抗分析仪测得铝板在不同损伤状态下的阻抗变化曲线。实验采用了三个频率范围进行扫描,经比较后,采用300~450kHz。建立BP神经网络模型,将实测的阻抗曲线数据的一部分作为输入参数,对构建的BP网络进行了训练和验证,然后将剩余的数据用于网络的测试。结果表明,网络收敛且具有较好的识别能力。     

陕北矿区不同矿源煤矸石混凝土抗压强度试验研究

煤矸石已成为我国排放量最大的工业固体废弃物之一。为促进煤矸石在土木工程中的资源化利用，该文以陕北矿区不同矿源煤矸石为粗骨料，设计48组不同配合比的煤矸石混凝土，浇筑720块立方体试块与288块棱柱体试块，研究陕北矿区煤矸石混凝土立方体抗压强度、轴心抗压强度与弹性模量。试验结果表明：受不同矿源煤矸石粗骨料材性差异的影响，在C15～C45强度内，煤矸石混凝土抗压强度越低，其强度标准差反而越大。建议对于陕北矿区煤矸石混凝土，当强度等级不高于C25时，其抗压强度标准差取6.0MPa;当强度等级在C30～C45时，其抗压强度标准差取5.0MPa。综合考虑了煤矸石含碳量、煤矸石取代率及水灰比对煤矸石混凝土抗压强度的影响，建立适用于陕北矿区煤矸石混凝土抗压强度的计算公式。此外，文中还分别给出煤矸石混凝土轴心抗压强度、弹性模量与立方体抗压强度之间的换算关系。