近年来,高强螺栓在大跨度桥梁和超高层建筑等土木工程结构中得到了广泛应用。作为节点连接的主要传力构件,高强螺栓在长期服役过程中,容易产生松动丧失预紧力,甚至导致螺杆脱落、断裂破坏,严重影响结构的使用安全。因此,高强螺栓连接状态的在线监测,具有重要的理论意义和工程实用价值。本文针对高强螺栓连接状态监测和失效模式识别的需求,利用声发射技术对高强螺栓试件剪切破坏全过程进行监测,分析摩擦传力、相对滑移、螺杆传力弹性和螺杆传力塑性四个阶段的力学行为和声发射源,通过参数分析、频谱分析和时频分析,提取不同阶段声发射信号的特征,建立高强螺栓摩擦失效的识别指标。论文的主要研究内容包括:(1)对高强螺栓状态检测与监测的研究现状,以及声发射技术在桥梁工程中的应用与发展进行综述,介绍声发射技术的基本原理和常用的声发射信号信号处理方法。(2)分析高强螺栓受剪连接的典型力学行为和破坏模式,通过有限元模拟确定高强螺栓螺杆剪切断裂实验试件的参数。对高强螺栓受剪连接各个阶段的微观力学行为进行分析,研究各个阶段主要的声发射源。(3)通过高强螺栓试件加载受力直至螺杆剪切破坏实验,获得各个受力阶段不同微观力学行为产生的声发射信号。通过信号波形特征参数分析和频谱分析,发现各个受力阶段存在不同的声发射源,但难以建立量化的指标用于准确区分不同类型的声发射源和高强螺栓的不同受力阶段。(4)基于小波变换进行高强螺栓声发射信号的特征提取。首先利用Shannon熵优化选取小波基参数,对受剪连接不同阶段的声发射信号进行时频分析;然后提出能够区分不同声发射源的信号特征频带,分别为100-280k Hz和280-700k Hz;最后根据大量信号的统计分析结果,建立板间摩擦失效的识别指标,实现高强螺栓连接状态的监测。