预应力混凝土梁损伤类型的试验研究

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声发射检测技术具有动态实时、操作简便、安全、结构内部缺陷主动参与检测等优点,因而,在结构健康检测方面得到了大量的应用。预应力混凝土梁破坏过程中细部机理复杂,本文基于声发射技术动态实时的优点对预应力混凝土梁在各个荷载阶段声发射特征进行分析研究。  本文采用北京声华科技生产的SAEU2S声发射检测仪器,采集加载过程中破坏源释放的掺杂了多种破坏模式下的声发射信号。通过设定开裂弯矩,提取正常使用阶段的声发射信号进行分析。为方便声发射探伤的工程应用,需要对混合的声发射信号进行筛分。基于威尔逊原理首先确定基本的声发射参数之间的相关性,通过两个基本假设,采用循环试算的方法,对声发射信号进行归类。将各个荷载阶段的声发射信号与破坏模式对应。通过研究确定有效凯撒点,并将人为影响减少到最小,分析不同强度的预应力构件费利西蒂值随荷载变化的过程。结果表明:持续时间、能量、振铃计数等参数之间具有显著的相关性,能够相互替代。用持续时间对相关性显著的声发射信号进行筛分,以持续时间为主要滤值,振铃计数、能量为次要滤值滤除不相关的声发射信号,最终按照分布特征的不同将C40梁11正常使用阶段的声发射信号划分为14种类型,C50梁12构件正常使用阶段的声发射信号划分为11种类型。根据声发射信号与荷载的关系,将声发射信号与损伤类型对应。并给出了相关的频谱分析。其中滤除的信号在总量中约占5.3%的比例。通过对循环加载构件进行凯撒效应研究,看出C40梁5构件和C50梁7构件凯撒效应消失点分别对应于极限承载力的29%和39%,说明当荷载水平较低时,预应力混凝土梁构件中凯撒效应是存在的,强度高的构件凯撒效应失效的点往后延迟,占承载力的比值也较大,C50构件的凯撒效应减缓的速度比C40构件要缓慢,表明随着荷载比例的不断增加,C40构件的损伤加剧程度较重,承载力能力下降的较快。随着荷载增加费利西蒂比值不断减少,损伤越重,费利西蒂值越小,且随着荷载增加,费利西蒂比值也不断减少,但减小的幅度没有C40混凝土梁构件明显。  研究结论有助于进一步进行分析研究声发射信号与损伤机理的对应关系,为实际工程中的损伤预警提供参考。
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