基于声发射的三点弯曲混凝土梁损伤演化表征

基于声发射多角度分析了三点弯曲作用下混凝土梁损伤演化特征.通过声发射事件计数、振铃计数、能率和幅频极值等多参数分析,定性研究了混凝土梁三点弯曲作用下损伤累积过程;提出基于声发射幅频极值的损伤量,对损伤过程进行了定量分析;结合声发射事件定位点和损伤量,对混凝土梁受载过程中损伤累积过程进行了量化表征.结果 表明,损伤主要发生在塑性阶段,在受拉区产生、聚集,快速向受压区发展,形成损伤带,导致试件脆性断裂.研究为混凝土梁灾变破坏预警和工程设计提供基础性的参考.     

SAP内养护混凝土抗冻性能研究进展

综述了近几年国内外超吸水性树脂(SAP)应用于内养护混凝土抗冻方面的研究进展。介绍了SAP种类及在混凝土中的应用现状,阐述了SAP合成方法、吸释水原理、额外引水量设计方案,探讨了SAP粒径、掺量、合成方法及额外引水量等因素对混凝土抗冻性能的影响。总结了SAP内养护混凝土的研究要点,并展望了SAP内养护混凝土在高寒高海拔地区的研究方向,包括开发适用于特种环境下的SAP材料、建立不同环境下的额外引水量模型、掺杂自愈合生物菌落等。     

不同加载速率下SAP混凝土断裂性能研究

为研究加载速率对高吸水性树脂(SAP)混凝土断裂性能的影响，本文浇筑了不同内养护水灰比SAP混凝土试件，采用三种加载速率开展缺口梁三点弯曲试验，测量和分析不同试件的断裂模式、裂纹开口位移和断裂韧性。试验结果表明：SAP混凝土和普通混凝土均具有应变率效应，且适量的SAP和内养护水可以提高混凝土的断裂能；随着内养护水灰比的增加，SAP混凝土的峰值强度比持续下降，起裂韧度和失稳韧度都呈逐渐降低的趋势；随着加载速率的增加，两种韧度都呈增长的趋势。本文提出的基于内养护水灰比和加载速率双因素影响的峰值强度比和断裂韧性拟合模型可为SAP混凝土在实际工程中的应用提供参考。     

基于体视学的SAP混凝土气孔结构分析与研究

为了研究混凝土在添加高吸水性树脂后其内部气孔结构的变化规律,以及内部气孔结构的变化对混凝土试样抗压强度的影响,基于定量体视学的电子显微图像分析方法,对添加SAP混凝土的内部气孔结构特征展开了相关试验研究.采用干拌的方法拌和SAP混凝土,对不同配合比和不同SAP掺量的混凝土进行分批试验,测定出各组试样的气孔结构参数和抗压强度等,以深层次的剖析SAP对混凝土强度和内部气孔结构的影响.研究结果表明:混凝土内部气孔的平均孔径与间距系数随着SAP含量和水灰比的增加而增大,而混凝土抗压强度则呈现出相反的变化趋势.在配合比相同的情况下,小粒径SAP颗粒对混凝土气孔率的提高效果更为明显,而大粒径SAP颗粒对混凝土气孔平均孔径的提高效果更为明显;水灰比对气孔平均间距系数影响显著,而SAP粒径对混凝土内部气孔平均间距系数的影响不明显.     

钢纤维煤矸石混凝土受压损伤声发射特性试验研究

采用声发射技术,通过钢纤维掺量为0,0.5％,1％,1.5％的煤矸石混凝土单轴抗压试验,研究了钢纤维煤矸石混凝土受压损伤破坏与声发射特性参数之间的关系.依据声发射振铃计数,反演钢纤维煤矸石混凝土受压损伤全过程;根据钢纤维煤矸石混凝土受压释放的声发射能量定义损伤变量,建立损伤演化模型.研究表明:声发射特性参数与钢纤维煤矸石混凝土内部裂纹的形成、拓展和贯通有着密切的联系;依据钢纤维煤矸石混凝土受压声发射振铃计数,其破坏过程可近似概括为损伤累计,微裂缝发展,宏观裂缝发展3个阶段;依据声发射能量定义的损伤变量,建立的损伤演化模型,与试验数据符合较好,实现了用声发射特性参数,定量分析不同掺量钢纤维煤矸石混凝土的损伤.     

SAP内养生混凝土抗渗性能与细观结构相关性研究

为研究高吸水性树脂(Super absorbent polymer,简称SAP)参数对路面混凝土抗渗性能及细观结构的影响规律,并从细观角度探索SAP对路面混凝土抗渗性能的增强机理,选用3种目数,3种掺量的SAP,基于抗氯离子渗透试验(RCM)研究SAP参数对路面混凝土抗渗性能的影响;基于压汞试验(MIP)研究其对路面混凝土不同层位、不同龄期的孔结构参数的影响;基于数值分析法研究内养生路面混凝土抗渗性能与孔结构间的相关性.试验结果表明:SAP可有效提高路面混凝土的抗渗性能,且掺量为0.160％的40 ～ 80目SAP提高效果最显著;SAP的掺入虽然在一定程度上增大了路面混凝土的孔隙率,但能够减小平均孔径、临界孔径尺寸,并使各层位之间的孔结构更加均匀,且随着龄期的增长,SAP的优化效果更加明显;氯离子迁移系数与孔隙率和过渡孔、毛细孔总含量显著相关,且其含量越大,混凝土抗渗性能越差.     

MgO-C耐火材料受载损伤过程的声发射特性研究

为了弄清MgO-C耐火材料的损伤演化过程及破坏形式,利用声发射技术研究了MgO-C耐火材料受载破坏过程中的声发射现象,通过信号分析方法,对声发射信号功率谱的质心频率和声发射能量历程图进行了分析。结果表明:MgO-C耐火材料的受载破坏过程分为4个阶段,主要的损伤形式为基质损伤和界面损伤。     

环氧树脂拉伸损伤过程的声发射特性研究

研究了环氧树脂拉伸损伤过程中的声发射特性,进行了直接拉伸断裂、分级加载拉伸断裂和重复加载拉伸断裂3种加载方式的试验,并探讨了声发射特性与增韧剂种类及含量的关系。     

风电叶片复合材料在三点弯曲过程中的声发射研究

为研究风电叶片复合材料损伤破坏的声发射特性以及复合材料的力学性能,对含有纤维预断试件和无纤维预断的完好试件分别进行了三点弯曲力学性能试验,并在加载过程中采用声发射检测仪实时监测整个损伤破坏过程。对采集到的声发射信号处理分析,便可获得风电叶片复合材料的弯曲力学性能和损伤破坏的声发射特性。试验结果表明:玻璃纤维复合材料在弯曲载荷作用下出现典型的破坏特征包括纤维断裂、纤维/基体脱胶和纤维分层。纤维预断试件的声发射信号波形最高幅度达到2.5 V,频带分布在20~300 k Hz范围;无纤维预断试件的声发射信号波形最高幅度为0.07 V,频带分布在10~180 k Hz之间。     

凝结硬化期扰动对混凝土受压声发射特性的影响

为了解凝结硬化期间的扰动对混凝土损伤的影响,对处于初凝至终凝阶段的混凝土进行了模拟扰动试验,全程采集了受扰混凝土受压破坏过程产生的声发射信号.通过比较不同试件的声发射特征参数,研究了不同受扰龄期的混凝土在单轴受压条件下的声发射特性,并基于水泥混凝土结构形成动力学对受扰混凝土损伤机理进行了分析.结果表明:扰动使混凝土内部...     

SAP内养护对碱激发矿渣胶凝材料性能的影响

碱激发矿渣(AAS)胶凝材料存在早期收缩大、开裂风险高的问题,限制了其工程应用。本文采用TAM、TGA、MIP等方法研究了高吸水性树脂(SAP)内养护对AAS胶凝材料水化热、水化产物及孔结构的影响,同时研究了SAP对AAS胶凝材料抗压强度及自收缩的影响规律。结果表明,SAP的加入会增加基体的孔隙率,降低AAS浆体的抗压强度,但是随着水化时间的延长,SAP的内养护作用可以促进矿渣水化,抗压强度的降低幅度逐渐减小。SAP的加入对AAS胶凝材料的水化放热过程有一定的延迟作用,表现为诱导期延长,第二放热峰滞后。SAP的加入使AAS胶凝材料水化产物总量增加,增加程度随着模数的增加而提高。此外,SAP抑制AAS浆体自收缩效果明显,添加SAP之后自收缩降低率最高可达81%。     

PE纤维胶丝束拉伸损伤过程的声发射特性研究

研究了聚乙烯(PE)纤维胶丝束拉伸损伤过程中的声发射(AE)特性,确定了PE纤维胶丝束拉伸损伤过程中不同损伤阶段的AE特性,得到了不同损伤类型的AE参数特征。研究发现,判定PE纤维胶丝束失效的依据是出现幅度大于90 dB、持续时间大于1042μs的AE信号。     

FRP复合材料拉伸过程的声发射特性实验研究

用声发射技术研究了FRP复合材料的拉伸损伤与断裂行为。宽带传感器记录了FRP复合材料试样在拉伸破坏过程中的声发射信号,运用声发射参数分析方法对单向FRP复合材料的声发射历程图进行分析,得出复合材料在拉伸过程中的损伤类型以及各损伤阶段所呈现出来的特性。用扫描电子显微镜（SEM）观察了试样的几种典型的损伤破坏断面,对比分析了不同类型的损伤机制。实验分析表明,拉伸过程中破坏机制对声发射信号的特征具有显著影响,不同损伤模式的信号频谱特征存在明显的差异。     

碳纤维复合材料弯曲损伤的声发射试验研究

采用声发射技术研究了碳纤维复合材料的弯曲损伤与破坏行为。实验结果表明,碳纤维铺层在损伤与断裂不同阶段所释放的声发射信号特征不同,声学检测能有效的监测其剪切分层,混合分层,张力分层过程,声发射检测能有效判断碳纤维复合材料内部活动过程,判定损伤类型,在碳纤维复合材料结构与完整性评价中有良好的应用价值。     

轴压与偏压状态下混凝土损伤全过程声发射特征参数分析

声发射技术可以评估混凝土的损伤演化过程。为合理描述混凝土的受压损伤演化过程,开展了轴压和偏压状态下混凝土损伤全过程的声发射试验,分析了轴压和偏压状态下混凝土损伤全过程声发射特征参数的演化规律,进而合理遴选了描述混凝土损伤演化过程的声发射特征参数,揭示了混凝土应力-应变曲线特征点与声发射特征参数特征点之间的对应关系。分析表明:振铃计数、持续时间、幅值、信号强度和平均频率可以较好地表征轴压与偏压状态下混凝土损伤的演化规律;混凝土试件受压破坏过程中声发射特征参数特征点与应力-应变曲线特征点之间具有高度的相关性,其中声发射特征参数特征点中的第一个分界点对应于应力-应变曲线弹性阶段的起点,第二个分界点对应于应力-应变曲线的峰值应力点,信号强度的最大突变点对应于应力-应变曲线的开裂点。     

复合材料Ⅱ型分层损伤演化声发射监测

通过风电叶片复合材料Ⅱ型分层扩展力学性能实验,并借助声发射技术手段,研究复合材料[0/0]、[0/45]和[+45/-45]层间界面损伤演化特性。复合材料试件弯曲加载时,采用声发射实时监测整个分层损伤过程。结果表明,[0/0]复合材料分层试件裂纹扩展快、分层面积大、前沿平齐,不稳定扩展对应较多高幅值、长持续时间的声发射信号;受±45°方向纤维作用,[0/45]和[+45/-45]复合材料试件不稳定分层扩展前声发射撞击累积数较高,裂纹扩展相对缓慢,分层面积小,前沿不齐。复合材料分层损伤演化可分为预分层裂纹尖端区域微损伤累积和分层不稳定扩展两个基本的过程。     

混凝土内养护研究进展

以饱水多孔材料掺入混凝土,其所吸水分在毛细管压力差及浓度差的作用下向水泥浆体迁移,从而达到内养护的效果.内养护使高强(低水胶比)混凝土内湿相对湿度上升,抑制其内部的自干燥作用,促进未水化颗粒继续水化,从而降低其收缩或者使其产生膨胀,有效降低了混凝土的开裂风险.此外,内养护使界面过渡区在混凝土中所占体积比例减小,渗透性降低,耐久性得到提高.     

声发射技术在输气管道泄漏内检测中的应用

随着我国输气管道的快速发展,现有管道检测方法因为其局限性已不能完全满足现有管道的检测任务。声发射技术自上世纪七十年代进入中国以来,在我国特种装备检测行业发展迅速,逐渐成为一种主要的检测方法。本文主要介绍国际上主要的管道内检测方法,并探讨声发射技术应用于管道内检测的可行性,为进一步研制长输管道声发射泄漏内检测仪提供理论依据。     

EVAC拉伸损伤过程的声发射特性研究

采用声发射(AE)参数分析和数据聚类、判别分析技术研究了乙烯-乙酸乙烯酯塑料(EVAC)拉伸损伤过程,确定了EVAC拉伸损伤过程中不同损伤阶段的AE特性,并对不同损伤类型的AE特征进行了表征.     

基于纳米二氧化硅改性下SAP内养护混凝土的基本性能研究*

研究纳米二氧化硅(NS)改性SAP内养护混凝土的物理力学性能以及抗氯离子渗透性能，提出该混凝土的配合比设计。复掺0.08%SAP和1.5%NS能提高混凝土抗折强度；复掺0.08%SAP和1.0%NS能提高其抗压强度；复掺0.24%SAP和1.5%NS氯离子抗渗透性能最佳；复掺0.24%SAP和0.5%NS能显著减小干燥收缩率。