加卸载条件下含缺陷岩石声发射响应特征研究

选取大光包滑坡含脉状缺陷结构岩石,基于图像识别技术统计脉状缺陷面积,进行单轴压缩和加卸载试验,研究加卸载条件下含缺陷岩石损伤声发射特征,试验结果表明,加卸载应力处于弹性区间试样仍有明显声发射现象产生,累计振铃次数随加卸载次数增加而增大。缺陷面积比对声发射现象有较大影响,脉状缺陷面积比越大,声发射现象更加频繁,会产生密集声发射信号;脉状缺陷面积比越小,声发射数量很少甚至不发生;卸载阶段对岩石微裂纹产生、扩展和局部破裂具有重要意义。基于声发射现象揭示了强震过程缺陷结构与岩石非协调变形造成的疲劳损伤和强度劣化特征。     

声发射技术在福清玉融大桥吊杆损伤监测中的应用

拱桥吊杆在交通荷载和环境作用下,不可避免地产生腐蚀和疲劳损伤。声发射技术能够对结构缺陷活性进行有效监测。根据福清玉融大桥吊杆服役特征,采用声发射技术对部分吊杆进行了监测。根据声发射特征参数和声发射波形分析技术,利用声发射参数时间历程和波形幅值、频率等,可以有效定性判断吊杆的损伤程度,且监测结果与实际相符。     

考虑含缺陷岩石的声发射数值模拟研究

岩石为非均质材料,内部由不同强度的颗粒组成。研究表明,不同均质性岩石材料在单轴压缩过程的声发射表现出不同的特征,深入研究这些特征对预测岩石破裂有重要的作用。通过编制Fish函数实现随机赋予模型缺陷材料和声发射事件数记录,并内嵌到FLAC3D中模拟均质材料和不同随机缺陷单元数的单轴压缩声发射现象,探讨均质模型和含缺陷模型的声发射差异,以及缺陷数对声发射的影响,研究结果对分析岩石声发射特征具有重要意义。     

岩石缺陷材料的单元参数对声发射敏感性研究

岩石为非均质材料,内部由不同强度的颗粒组成,在单轴压缩过程岩石颗粒参数特性对声发射影响很大。针对这一问题,通过调用FLAC~(3D)内置FISH函数来实现赋予模型随机缺陷材料,并在此基础上记录声发射事件数,本文通过赋予缺陷单元同一参数和随机参数情况进行分析。研究表明:与缺陷参数一致相比,强度参数随机和模量参数随机对声发射表现出不同的特性,前者侧重于对应力峰值处声发射的影响,而后者侧重于声发射初始阶段。探讨岩石材料参数对声发射的影响对分析岩石声发射特征具有重要意义。     

锈蚀钢筋混凝土梁加载过程中声发射信号特征

对不同锈蚀率下钢筋混凝土梁的加载破坏过程进行了声发射试验,研究了声发射事件定位结果与梁构件裂缝开展位置的对应关系及声发射信号特征.结果表明:对于不同锈蚀率下的钢筋混凝土梁,声发射事件定位结果与裂缝位置具有较好的对应性,利用声发射技术对缺陷源进行定位是可行的,并且可根据声发射事件数量的增长情况来判断梁构件的受力阶段;随着应力水平的增大,钢筋混凝土梁声发射信号频段中心由低频向高频转移;随着钢筋锈蚀率的增大,钢筋混凝土梁在破坏过程中的声发射事件数量减少,其释放的总能量降低.     

用声发射预报电瓷强度的研究

对电瓷材料弯曲试验时的声发射特征进行了实验,分析了声发射参数与材料的结构缺陷、断裂力学过程及强度性质之间的依存关系,阐述了用声发射方法无损检测电瓷强度的基本原理与方法。     

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     

混凝土缺陷损伤声发射技术试验研究

声发射技术是一种新型的动态无损检测方式,因为其相关原理简单且操作便捷,灵敏度较高并且可以进行实时监测等优势,能够充分的对相关材料性能进行评价,对相关结构损伤检测效果极好,是一项前景较好的无损检测技术且也是得到了广泛应用。本文分析了混凝土缺陷损伤声发射技术,并提出了实用性的技术策略。     

基于电磁超声换能器的电磁声发射检测方法研究

针对金属构件裂纹快速拓展导致构件突然断裂等问题,为了对活性缺陷进行检测或对缺陷的损伤程度进行评估,提出了1种将电磁超声换能器(electromagnetic acoustic transducer,EMAT)电磁加载装置应用于电磁声发射的检测方法,并构建了具有输出激励信号、数据采集、信号处理、数据存储等功能于一体的虚拟仪器;搭建了完整的实验系统,进行铝板和钢板试件的检测实验,采集声发射信号。通过对比人工缺陷、通孔和完好板材的信号,证明了使用EMAT可有效进行电磁声发射检测,在提高EMAT的检测能力的同时也使电磁声发射的检测方法易于工程应用。     

混凝土缺陷无损检测技术发展现状综述

总结了混凝土缺陷无损检测传统技术超声法的发展现状,并介绍了一些新兴的无损检测技术:冲击回波法、雷达法、红外热像法以及声发射法等。     

混凝土缺陷无损检测技术发展现状综述

总结了混凝土缺陷无损检测传统技术超声法的发展现状，并介绍了一些新兴的无损检测技术：冲击回波法、雷达法、红外热像法以及声发射法等。     

基于多重分形的岩石声发射信号特征解构分析

岩石受压会产生局部能量快速释放现象并引起声发射。由于声发射信号是岩石体积效应的综合体现,因此其蕴含着复杂且能体现岩石内部形态结构变化的信息。采用多重分形对声发射信号特征进行解构分析,发现不同加载阶段声发射信号多重分形谱形态均呈现小概率事件的特征,这说明岩石破坏过程的复杂性;进一步研究表明,岩石濒临破坏时声发射信号特征参数与加载初期存有显著差异:加载初期,信号多重分形谱谱宽较大,而濒于破坏时声发射信号标度区间显著增加,不同加载阶段声发射信号结构已经发生变化;不同种类岩石试验的声发射信号都给出类似的提示。     

硫酸盐侵蚀砂浆力学性能的声发射试验研究

采用声发射技术研究不同硫酸盐侵蚀程度下砂浆的单轴压缩应力-应变全过程,分析砂浆受硫酸盐侵蚀后的力学性能退化规律,不同侵蚀期下各水灰比砂浆产生声发射信号的特点,声发射撞击数与相对应力水平的关系.发现侵蚀期越长的试件Hits数值较小,同等应力水平下水灰比小的试块声发射信号更加显著;随着侵蚀期增加声发射撞击数减少,表明硫酸盐侵蚀使声发射活性降低;水灰比大的试块在加载初期声发射活性增加明显,随后较水灰比小的增加缓慢.     

单轴压缩下含孔洞裂隙砂岩力学特性试验分析

利用岩石力学伺服试验机与岩石声发射仪,对含孔洞裂隙砂岩(尺寸为60 mm×120 mm×30 mm)的力学特性进行单轴压缩试验。基于试验结果,首先分析含孔洞裂隙砂岩岩样的强度和变形特性,结果表明,含孔洞裂隙砂岩岩样的力学参数均显著低于完整岩样,但降低幅度与孔洞直径及缺陷对称分布密切相关,随着孔洞直径的增加,含单孔洞砂岩的峰值强度与峰值应变均呈衰减趋势,而不对称分布的孔洞裂隙砂岩岩样的力学参数均低于对称分布;然后基于含孔洞裂隙砂岩加载过程中的声发射特征,揭示声发射分布显著受孔洞裂隙等缺陷分布的影响,这主要是由于含不同孔洞裂隙砂岩中裂纹扩展模式存在着显著差异;最后通过照相量测技术,探讨含不同孔洞裂隙砂岩的裂纹扩展特征,分析含缺陷砂岩裂纹扩展过程及其对宏观应力–应变曲线的影响规律。     

变加载速率砂岩声发射特征及损伤本构模型

研究加载速率对岩石声发射特性的影响,可以推断加载过程中岩石内部的性态变化,有助于揭示岩体的失稳破坏机制。利用WAW-1000型试验机及PCI-2型声发射仪研究了受加载速率影响的砂岩单轴压缩声发射特性。结果表明:不同加载速率下,砂岩试件的破坏形式有单向剪切破坏、双向剪切破坏和轴向劈裂破坏3种破坏形态。加载速率对砂岩试件的声发射特征也有显著影响:加载速率较高时,砂岩声发射撞击幅值维持较高水平,撞击事件贯穿整个加载阶段,试件内部声发射数量少而集中;加载速率越高,砂岩累计声发射计数增长越快。以时间为中间变量,拟合出考虑加载速率情况下,砂岩应变与累计声发射计数的关系,推导出基于加载速率、声发射累计振铃计数的砂岩损伤本构模型。     

A state-of-the-art review of mechanical characteristics and cracking processes of pre-cracked rocks under quasi-static compression

The mechanical characteristics and failure behavior of rocks containing flaws or discontinuities have received wide attention in the field of rock mechanics. When external loads are applied to rock materials, stress-induced cracks would initiate and propagate from the flaws, ultimately leading to the irreversible failure of rocks. To investigate the cracking behavior and the effect of flaw geometries on the mechanical properties of rock materials, a series of samples containing one, two and multiple flaws have been widely investigated in the laboratory. In this paper, the experimental results for pre-cracked rocks under quasi-static compression were systematically reviewed. The progressive failure process of intact rocks is briefly described to reveal the background for experiments on samples with flaws. Then, the nondestructive measurement techniques utilized in experiments, such as acoustic emission (AE), X-ray computed tomography (CT), and digital image correlation (DIC), are summarized. The mechanical characteristics of rocks with different flaw geometries and under different loading conditions, including the geometry of pre-existing flaws, flaw filling condition and confining pressure, are discussed. Furthermore, the cracking process is evaluated from the perspective of crack initiation, coalescence, and failure patterns.     

加载速率对煤样破坏力学及声发射特征研究

为了研究煤体破坏的加载速率效应,分别从煤岩力学性质、声发射特性和数值模拟角度进行了分析。采用RMT-150 C型岩石力学试验机构成的煤样单轴压缩实验系统,结合DS5型全信息声发射信号分析仪,研究了不同加载速率下煤样力学指标和声发射指标的演化规律,研究结果表明:加载速率由0.2 mm/s降到0.000 2 mm/s,煤样的抗压强度降低了58.7%,弹性模量降低了68.7%;声发射峰值计数降低了71.5%,声发射峰值能量降低了52.3%,声发射累计计数和累计能量却有所升高。从数值模拟结果分析:加载速率由0.2 mm/s降低到0.000 2 mm/s,声发射峰值计数降低了75.8%,声发射峰值能量降低了60.9%;声发射累计计数和累计能量均有所升高;煤样的抗压强度和弹性模量分别降低了62.3%和69.1%。数值模拟结果与实验结果规律相一致。     

碳纤维水泥基材料的声发射特性实验研究

研究了碳纤维水泥基材料在不同制作工艺下的声发射特性.结果表明,利用声发射可以定性评价碳纤维的分散性;不同掺量的分散剂和硅粉,可以改善碳纤维的分散性及碳纤维水泥基材料体系的均质度,并在单轴压缩下表现出不同的声发射特性.     

岩石变形破裂微震、电荷感应、自电位和声发射实验研究

 为有效提取岩石失稳破坏的前兆信息,针对岩石试样在外载荷作用下失稳破坏前伴随有微震、电荷感应、自电位和声发射等信号的变化特性,建立岩石变形破裂过程多参量综合监测系统,对试样在不同加载速率下变形破裂过程微震、电荷感应、自电位和声发射进行同步监测。实验结果表明：试样在失稳破坏前都有明显的微震、电荷感应、自电位和声发射前兆信号,岩石性质不同,岩石变形破裂过程中微震、电荷感应、自电位和声发射信号明显不同,花岗斑岩的前兆信号比大理岩的前兆信号明显丰富。声发射监测数据能较好地反映岩石的微小破裂情况,可利用声发射进行微裂纹的定位,可以较好地反映电荷感应和自电位前兆信息,试样变形破裂过程的电荷感应和自电位信号比微震信号更早发生,受到的干扰更小,可利用早期的电荷感应和自电位信号进行提前预警,当频繁出现同步且幅值较大的各参量信号时,表明岩石即将进入失稳破坏阶段,可利用微震和声发射对微裂纹进行定位,微震、电荷感应、自电位和声发射信号相互对比分析从而准确获得岩石失稳破坏的前兆信息。