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混凝土是一种普遍使用的工程材料,在载荷及环境的综合作用下,往往会产生安全隐患,严重的将诱发重大安全事故。因此,采用有效的方法实现混凝土结构安全监测具有实际意义。而作为一种成熟的动态无损检测方法,声发射技术在结构检测与完整性评价方面有着广泛的应用。为了解混凝土结构破坏过程的声发射信号特征,本文以C40混凝土为例,进行混凝土梁三点弯曲破坏声发射监测实验,获得了混凝土梁破坏过程的声发射信息,并采用参数分析、频率分析及双谱估计等方法对声发射信号进行了分析,得到混凝土梁破坏过程的声发射特征规律。主要研究内容如下:(1)混凝土梁结构承载过程损伤、破坏响应的有限元分析。基于实验所用混凝土梁试件,选用分离式模型对C40混凝土梁破坏过程进行模拟,模型中混凝土和钢筋分别由Solid65和Link8单元代替,随着跨中区集中载荷的施加,试验梁发生发生明显变形,梁内应力不断增大,在跨中区附近裂纹不断萌生、扩展。(2)混凝土梁三点弯曲声发射监测实验。选取C40混凝土,浇筑尺寸为100mm×200mm×1000mm的混凝土梁,并进行三点弯曲实验,依据有限元分析结果,在裂纹可能的密集区附近布置声发射传感器对混凝土梁破坏过程进行监测,试验测得载荷位移曲线与有限元分析结果有着很好的对应性,布置在跨中区附近的传感器接收到大量声发射信号。(3)混凝土梁破坏过程声发射信号分析。采用参数分析方法对混凝土梁压断过程中声发射信号进行分析,试验梁破坏过程声发射信号表现出明显的阶段性,根据累计振铃计数、能量等可将破坏过程分成三个阶段;采用频率分析方法分析试验梁不同加载阶段的声发射信号波形及功率谱变化,根据峰值频率对信号分为破裂信号和摩擦信号(36kHz和100kHz),结合混凝土损伤机理,分析了不同类型信号产生原因。(4)基于高阶统计量的混凝土破坏声发射信号分析。双谱方法能够有效滤除高斯噪声,对非线性、非稳定型信号分析有着很好的适应性,因而适用于混凝土声发射信号的波形分析。本文采用双谱分析方法对混凝土加载不同阶段的声发射信号进行分析,发现由于损伤机制的不同,试验梁产生的声发射信号谱峰数量及峰值有很大差异。