带钢梁钢筋混凝土组合楼板声发射波传播特性试验研究北大核心

为了分析声发射波在钢筋混凝土组合楼板中的传播和衰减特性,以一组钢筋混凝土板和一组带有钢梁的钢筋混凝土组合楼板为研究对象,采用断铅试验,探讨了板厚、配筋率对声发射波速的影响和楼板宽度、有无钢梁对声发射波振幅衰减和波速的影响。结果表明,在钢筋混凝土板中,板厚和配筋率对声发射波传播速度影响较大;在组合结构中,板宽对波速和振幅影响较小,钢梁对声发射波速和振幅影响较大。分析了声发射波在楼板上传播过程中的衰减机理,并给出了减小声发射波衰减的一些建议。     

带钢梁钢筋混凝土组合楼板声发射波传播特性试验研究

为了分析声发射波在钢筋混凝土组合楼板中的传播和衰减特性,以一组钢筋混凝土板和一组带有钢梁的钢筋混凝土组合楼板为研究对象,采用断铅试验,探讨了板厚、配筋率对声发射波速的影响和楼板宽度、有无钢梁对声发射波振幅衰减和波速的影响。结果表明,在钢筋混凝土板中,板厚和配筋率对声发射波传播速度影响较大;在组合结构中,板宽对波速和振幅影响较小,钢梁对声发射波速和振幅影响较大。分析了声发射波在楼板上传播过程中的衰减机理,并给出了减小声发射波衰减的一些建议。     

松木椭圆榫“T”型接合拉伸过程中的声发射特征研究

正利用声发射检测和力学试验相结合的方法,研究松木椭圆榫常用"T"型接合在拉伸过程中的声发射特征。声发射(Acoustic Emission,简称AE)可以定义为材料内部迅速释放能量而产生瞬态弹性波的一种物理现象。声发射信号包含了被检测物体的丰富又重要的信息。所以,通过对这些信号的处理和分析来     

混凝土轴压受载声发射特征及失稳演化过程研究

桥梁桩基混凝土承受轴向压载过大,其内部破坏开裂过程会释放弹性波,为量化压载失稳演化过程特征,通过现场原位钻取桥梁桩基结构芯样,采用轴向压载与声发射同步监测试验,研究混凝土试件加载全过程声发射时空演化特征,分析混凝土材料压载失稳破坏全过程与声发射振铃计数、能量释放、震源定位等表征参数的演化关系,获得加载过程与声发射特征关联性的定量描述,分析其失稳演化过程。研究结果表明：轴向压载条件下混凝土试件的应力与声发射振铃计数、能量释放随时间的变化规律具有一致性,声发射定位点主要在剪应力集中区形成宏观“定位带”与混凝土裂缝发展及破坏表现一致,可根据声发射事件活跃度量化判断混凝土受载阶段,反映混凝土失稳临界特征,对桩基混凝土服役监测具有重要意义。     

单孔“一发双收”超声波检测原理及其应用

超声波检测是弹性波测试方法中的一种,其理论基础建立在固体介质中弹性波的传播理论上,该方法是以人工激发振源的方法向介质（岩石,岩体,混凝土构筑物）发射超声波,在一定的空间距离上接收介质物理特性调制的超声波,通过观测和分析超声波在不同介质中的传播速度、振幅、频率等声学参数,解决岩土工程中的有关问题.     

基于数值模拟的钢桥面板声发射源定位研究

正交异性钢桥面板的疲劳裂纹监测,对于桥梁结构的运营维护及安全具有重要的意义.声发射检测技术可以对裂纹进行实时动态监测.本文基于ABAQUS动力显式分析方法,对声发射信号在带U肋钢板中的传播过程进行模拟.采用集中脉冲荷载的形式模拟断铅声发射源,依据声发射信号的频率特点,确定有限元模型的网格划分大小和计算时间步长,从而获得...     

浆骨比对混凝土梁声发射信号的影响

为研究弹性波在不同浆骨比混凝土内部传播的衰减特性,设计了3组不同浆骨比混凝土梁,提取模拟断铅声发射信号,进行声发射信号特征参数分析及频谱分析。结果表明：3组试件的幅值、能量、信号强度均会随传播距离的增加而呈现指数函数衰减,且衰减系数b因浆骨比的提高均有所下降;能量参数对于浆骨比变化的敏感程度最大,信号强度和幅值依次降低;随着浆骨比的提高,在Sensor1~#～Sensor3~#的峰值频率衰减程度呈现出逐渐递减的趋势。     

声发射技术在混凝土轴心受拉试验中的应用

一、声发射技术的原理声发射检测过程可归纳为:从声发射源发出的信号经介质传播后到达换能器,由换能器接收、转换并输出电信号,然后进行放大、滤波、计数、记录,最后根据得到的信息对声发射源(被测试件)作出解释。声发射的产生是材料中局部区域快速卸载使弹性能得到释放的结果。当材料受力后,由于在内部各种结构缺陷附近区域和结构不均匀区域产生应力集中,使这些局部区域贮存较高的弹性应变能,而系统总是自动趋于     

行业视窗

<正>"川藏第一桥"将竣工缆索钢丝能绕地球1圈半金康特大桥是一座建设在高海拔高地震烈度带以及复杂风场环境下的超大跨钢桁梁悬索桥。大桥全长1411m,采用钢混叠合桥道系,被誉为"川藏第一桥"。这座大桥的主缆采用预制平行钢丝索股,全桥主缆为2根,每根主缆长度为1754m,单根主缆自重为5234.6t,而大桥的预计承载质量约15000t。单根主缆有索股187股,也就是说2根一共374股,每根索股由91根直径为5.3mm、公称抗拉强度为1860MPa的高强度镀锌钢丝组成,全桥主缆共有钢丝34034根,钢丝总长度超6万km,连起来可绕地球一圈半。     

基于声发射时空演化的岩石全应力–应变曲线阶段特征分析

岩石单轴压缩变形破坏全过程的应力阶段划分及其声发射特征,有助于预测加载岩石所处的应力状态。本文以粉砂岩为例,从声发射事件累积曲线、频率时间散点图、空间分布特征3个方面,确定岩石全应力–应变曲线七个阶段的声发射特征。首先,对声发射事件上述3个方面的各种几何特征进行初步归纳,定义了AE平台、AE阶梯、主频带、贯频、加密集聚等特征,可更细致地表现声发射的演化规律。其次,通过粉砂岩FSA单轴压缩实验的声发射定位,得到全应力–应变过程7个阶段声发射的时空演化特征,发现声发射事件累积曲线、频率时间散点分布、AE事件空间分布的组合特征可以独立地识别七个阶段。细观机制分析表明,来自于应力的裂隙机制和原始裂隙构形的尺度、方位,对各应力阶段声发射综合演化特征有重大影响。类似于地震弹性回跳理论,岩样峰前软化段(第四阶段)的构造集聚形成剪切局部化,导致了峰后应力跌落主破裂的发生,更多声发射由弹性能释放造成的裂隙损伤过程激发,峰前软化段的声发射特征(AE大平台、AE阶梯,纵向AE主频线变稀疏、变贯通,多区加密集聚型)可以作为岩石破坏前兆。最后,进行不同岩性声发射时空演化特征的比较,发现声发射特征受细观裂隙激发超声振动这一物理过程的控制,粗硬的矿物颗粒、较强的颗粒胶结强度、分布均匀的微构造,容易被激发出更多的声发射事件、更多的频带和贯频。因此,应用声发射时空演化特征监测识别岩石的应力加载状态时,必须系统地考虑岩石结构构造对细观裂隙过程的影响。     

设备状态监测与故障诊断技术的基本原理与方法——声发射技术

（连载五）1声发射概念及凯塞尔效应 我们平时弯曲一件东西，如弯竹子，或打碎一块玻璃，都能听到发出的声音。特别是弯曲一条锡条，能听到“锡鸣”的声音，这是由于金属内部晶格的错位、晶界的滑移或内部裂纹的发生和发展，从而释放了弹性波。因此，声发射实质上是物体在外部条件作用下改变状态（如应力、形态、变形或断裂等变化）而自动发声的一种物理现象，这种现象称为声发射。声发射波的频率可以由声频到数兆赫，入耳可听到的声波频率为20Hz到20×1000Hz，高于20×1000Hz的称超声波。“锡鸣”就是金属锡的声发射频带在人耳可听到的范…     

AE声发射在波导器中传播规律的数值模拟

利用大型动力学有限元软件ANSYS/LS-DYNA对AE声发射在波导器中的传播进行了数值模拟,采用了两种不同的模拟方案,得出了声发射应力波在波导器中传播时受波导器的直径以及长度的影响显现出衰减规律.分析结果表明,波导器直径在5mm～40mm范围内对声发射传播影响不大,直径在20mm左右时加速度幅值较佳.设计波导器时应尽量使波导器长度大于1m以上,以保证接收数据的相对稳定.所得结论对现场试验和进行相关的实验室实验中波导器传感器直径、长度的选择以及安装都具有一定的指导意义.     

单轴压缩下煤岩声发射及分形特征研究

为了研究煤岩在单轴压缩下的声发射及分形特征,利用RMT-150C 型岩石力学伺服试验系统和CDAE-1 型声发射检测仪对砂岩、砂质泥岩和戊组煤试样进行了实验研究。对砂岩、砂质泥岩和戊组煤的力学特性、声发射计数和累计计数以及声发射序列的分形特征进行了对比研究。研究结果表明:煤岩全应力-应变过程可分为四个阶段:初始压密阶段、准弹性阶段、塑性变形破坏阶段和残余变形阶段。初始压密阶段,声发射计数都比较低,累计计数增加的趋势特别缓慢;准弹性阶段,声发射计数有所增加,累计计数变化趋势相对较快;塑性变形破坏阶段,声发射计数都出现了跳跃式上升,声发射累计计数都出现了激增现象,但是砂岩的特别明显;残余变形阶段,声发射计数水平比较低,累计计数基本不增加了。煤岩破坏过程中声发射序列都具有分形特征,分形维值在煤岩破坏前会出现突降现象,可以作为预测煤岩动力灾害的前兆。     

水下弹性球体对Bessel波束散射的计算及分析

以弹性球体为例,分析Bessel波束入射到水下物体时的声散射。将水下弹性球体声散射场的分波序列计算公式加以推广,应用于Bessel波束入射的情况。借鉴平面波散射的模式,通过几何分析指出了Bessel波束入射下镜反射波和Franz波干涉所形成的反向散射形函数上的峰一峰间隔与波束特征参数β的关系,并首次给出了峰峰间隔的预报公式。同时,采用共振散射理论对每阶分波的弹性散射单独分析,深入研究了β对纯弹性共振的影响,发现通过选取特定的β可以使相应阶分波的弹性散射贡献被消除,从而使在反向散射中对应频率及其附近处的共振得到显著的抑制。     

二维应力场作用下岩体弹性波速与衰减特性研究

基于岩体在二维应力场作用下的节理变形分析,运用节理变形对岩体中节理体积率的改变,建立节理对岩体中弹性波传播影响的等效模型,从而推导节理岩体在应力场作用下的弹性波传播速度和衰减随应力的变化关系。为检验理论公式的可靠性,对2组含裂缝的石膏模型进行弹性波测试,试验测试结果表明,理论计算结果与试验结果具有较好的一致性。     

莱州花岗岩应变岩爆实验声发射频谱特征分析

深部岩爆的发生对应着岩石的猛烈破坏,同时产生弹性应力波,相应的就会有声发射现象发生。声发射频谱特征的变化能够反映岩爆发生的本质信息,因此开展此方面的研究有着重要的理论与应用价值。利用自主研发的深部岩爆过程模拟实验系统,进行了花岗岩循环加卸载条件下的岩爆声发射模拟实验。首先对花岗岩的应变岩爆实验过程进行划分,分析其声发射释能特征;其次,选取实验过程中的关键特征点声发射波形信息并对其进行傅里叶变换,观察各关键特征点的原始波形特征、二维频谱特征,寻求岩爆时刻的本征频谱;从其二维频谱功率谱图上,获取各个关键特征点的频谱响应特征和其对应的幅值特征,研究其频谱响应规律。研究结果表明:岩爆时刻区别于其他阶段最明显的特点就是声发射表现为连续型波形,低频高幅值特征。     

堤坝防渗墙完整性快速检测方法及数值仿真

堤坝防渗墙的质量安全关乎国计民生,寻求有效方法快速检测防渗墙缺陷十分重要。弹性波映像法是基于弹性波反射原理的无损检测方法,具备检测效率高、结果直观等特点。针对堤坝防渗墙的常见缺陷类型,以弹性波在堤坝模型中的传播特性为理论基础,采用数值模拟方法分别分析了弹性波在防渗墙竖向通缝缺陷、防渗墙深度不足、空洞缺陷处的传播特性,根据计算结果建立响应能量与防渗墙缺陷之间的关系,为堤坝防渗墙缺陷的检测提供了一种快速的评价方法。     

单轴加载条件下花岗岩声发射及波传播特性研究

 采用声波、声发射一体化装置,研究单轴压缩下花岗岩波速与声发射演化规律,通过宏细观方法确定各应力门槛值,研究裂纹扩展不同阶段声发射演化及波传播规律。结果表明：细观裂纹的演化与宏观变形直接对应,由于微裂纹主要沿轴向扩展,导致轴向刚度对裂纹起裂及贯通的敏感度弱于非线性增长的侧向变形,瞬时泊松比曲线斜率变化点与应力门槛值对应,声发射测试确定的起裂应力比宏观应变法偏小,但反映了微裂纹的初始萌生;采用实测波速变化分析声发射震源的时空及幅值演化分布,较好地描绘了裂纹的扩展过程,由于不同阶段声发射信号的幅值及能量存在差异,导致声发射特征参数演化规律差异较大(尤其在损伤应力之后),AE能量在破坏前呈突发性增长,可作为灾害性破坏的前兆;加载初始阶段,由于微裂隙的闭合,波速及波幅均随应力逐渐增大,但增加速率逐渐下降,侧向波速在闭合应力附近基本达到峰值,此后一定阶段基本保持不变,但其他方向波速则继续增大,随着波传播方向与径向夹角的增大,波速增加幅度及波速下降点对应的应力(损伤应力前、后)逐渐增大,峰值应力附近对应波速下降幅度减小;波速受损伤演化的影响要滞后于声发射事件。     

循环载荷作用下煤样能量转化规律和声发射变化特征

 利用TAW–2000 kN三轴试验系统和SH–II声发射系统,对循环载荷下煤样能量转化规律和声发射特征开展研究。试验结果表明：通过煤样破坏形态和循环曲线规律,c05破坏瞬时突然崩裂,c06曲线破坏前出现明显塑性跳跃,c08局部失稳累计成扰动破坏,破坏时曲线不断波动。从能量转化角度分析失稳前兆,一次初判通过耗散能加速增长,弹性能达到峰值及弹性能量指数达到极大值,二次终判通过弹性能不变,塑性能增加。随着循环载荷的增加,耗散能整体呈现上升趋势。通过阻尼比评价煤样抗震性顺序为c06＞c08＞c05,结论与单轴抗压强度一致。以径向弹性能和体弹性能均呈现降低趋势和径向塑性能和体塑性能均呈现升高趋势作为失稳判据有一定参考。加载阶段声发射计数峰值呈现倒“梯形”,卸载阶段声发射计数峰值呈现递减趋势。循环载荷加载前期Kaiser效应明显,后期Felicity效应明显。通过加载阶段和卸载阶段声发射特征参数变化规律可知,塑性能可以利用加载阶段声发射计数和能量表征,耗散能可以利用卸载阶段声发射计数表征;通过循环加卸载声发射特征参数变化规律,声发射累计计数与塑性能呈现一致规律,耗散能和声发射能量规律性一致。通过声发射能量突升和声发射幅值的突降来预判煤岩的失稳。     

深埋爆炸波传播规律及边界条件转换分析

以弹性空腔膨胀为研究对象,在爆炸等效荷载理论以及弹性波理论的基础上,建立了深埋地下爆炸波传播模型,并利用速度和应力两种边界条件下运动场势函数相等的原理,建立了球面波运动场中速度场与应力场的转换关系。结果表明：不同于平面波中应力和速度的线性关系,球面波中应力与速度转换关系要复杂的多,相同应力条件下,球面波上的质点的速度要小,影响这种差异大小的主要因素是波的传播距离和介质中波的传播速度。