高强混凝土的声发射特性试验研究

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发布时间：2021-09-14

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高强混凝土的声发射特性试验研究
樊鑫淼，宋俞成
(西安建筑科技大学土木工程学院，陕西西安710055)
摘要：通过高强混凝土试块在受压状态下的声发射特性试验测试了混凝土的抗压强度和撞击数、事件数等声学特性参
数。试验结果表明：高强混凝土受压强度与声学特性参数之间具有一定的相关性，可用于评判结构或构件的稳定性和安
全性；声发射技术作为一种无损检测方法，具有操作简单、实时动态检测、对原有建筑物损伤小等优点。
关键词：高强混凝土；声发射；损伤；试验研究
中图分类号：TU528．07 文献标志码：A doi：10．3969／j．issn．1000-1379．2014．05．033
Experimental Research of Acoustic Emission Characteristics for High-Strength Concrete
FAN Xin—miao，SONG Yu—cheng
(School of Civil Engineering，Xi’all University of Architecture and Technology，Xi’an 710055，China)
Abstract：Compressive strength of high—strength concrete，impacts and events of acoustic emission were measured by the acoustic emission experiment
of compressive tests for high-strength concrete．The results show that a certain correlation is observed between the compression strength of
high-s~ength concrete and acoustic characteristics parameters of acoustic emission signals，and acoustic emission test can be used to judge the stability
and security of the structure or component．
Key words：high—strength concrete；acoustic emission；breakage；experimental study
高强混凝土具有高强度、高耐久性、高流动性及高抗渗性
等优点，在工程建设尤其是高层建筑中得到了广泛应用。高强
混凝土在受压时表现出显著的脆性和较少的塑性。目前仅有
少量成熟的方法可用于评估高强混凝土的损伤破坏，对既有建
筑物结构一般采用现场取样的方法进行力学分析，耗费大量的
人力和物力，同时对原有结构造成了一定的损坏，且不能对结
构的实际受力状态作出实时动态的评判，因此无法准确对高强
混凝土的破坏全过程进行有效监测。
材料或结构在受外力或内力作用时产生变形或断裂，以弹
性波形式释放出应变能的现象称为声发射(acoustic emission)
或应力波。所谓声发射技术是通过探测材料的声发射特性
来评价材料性能的一种材料检测技术，它是一种时效性很强的
无损检测方法。20世纪6O年代人们开始将声发射技术应用于
混凝土材料的研究中，70年代引入我国，9O年代至今其研究和
应用呈快速发展的趋势。笔者以2009年引进的PAC公司
(Physical Acoustics Corporation，美国物理声学公司)的声发射检
测系统为基础，对高强混凝土材料破坏的声学特性等进行了初
步分析和探索。
1 试验概况
1．1 试件参数及装置
设计了两组高强混凝土试块，第一组为100 mlTl×100 mln×
100 innl的C60立方体试块，试块的编号为6—1、6—2、6—3；第
二组为100 rnna×100tara×300mm的C70棱柱体试块，试块的编
号为7—1、7—2、7—3。试块24 h成形后拆模，放入标准环境下
养护28 d。采用STYE一200型压力试验机和美国PAC公司生
产的SAMOS型发射仪检测系统对高强混凝土试块受压加载过
程进行声发射检测分析，工作原理如图1所示。声发射系统可
同时采用8个通道采集数据，通常采用R6一alpha探头、2／4／6型
前置放大器。采用配套的AEWin软件系统，能够在WINDOWS
环境下进行声发射源定位、信号采集以及对采集的数据进行统
计分析等。
图1 声发射系统工作原理
1．2 声发射参数设置
试验开始前首先对声发射检测系统的参数进行设置，以排
除外界环境的噪声干扰。声发射检测参数主要包括前置放大