基于AE全波形信號的鋼筋混凝土動態破壞監測研究

摘要： 全波形聲發射信號分析是鋼筋混凝土結構檢測的一種有效方法。分析了動態彎曲破壞下，鋼筋混凝土梁不同破壞階段全波形聲發射信號的頻譜特性。結果表明，在鋼筋混凝土梁破壞的各個階段，全波形聲發射信號的頻譜特性呈現規律性變化。隨著破壞嚴重，鋼筋混凝土的破壞機理呈現多樣化，聲發射信號功率譜密度的峰值頻率也顯著增加。

Abstract： Full waveform analysis of AE signal is an effective tool for damage evaluation of RF concrete structure. In this paper， the frequency spectrum of AE waveform signal is analyzed for the RF concrete beam subject to dynamic loading. The result is shown that the frequency spectrum of AE waveform signal perform regularly. With the increase of damage status， the failure mechanism becomes more complex and the peak frequency of PSD will increase observably.

關鍵詞： 動態破壞；鋼筋混凝土；聲發射；功率譜密度

Key words： dynamic failure；RF concrete；acoustic emission；power spectral density（PSD）

中圖分類號：TU375 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）08-0138-02

0 引言

聲發射（Acoustic emission，簡稱AE）是材料由于內力或外力的作用下，形成裂紋而發生的瞬間能量釋放而形成彈性波的現象[1]。材料形成裂紋往往會造成材料內部的損傷。因此，聲發射現象往往是對材料或結構損傷過程的記錄。因此，聲發射是結構損傷檢測和評估的一種有效工具。聲發射現象常被用于混凝土損傷檢測中。常見的方法包括AE速率理論[2]、NDIS-2421標準[3]、b值理論[4，5]、聲發射分形特性[6]等。

混凝土是一種內部復雜的復合材料，內部裂紋形成的機理復雜，破壞的方式不同，聲發射信號的波形特性也有所不同。因此，聲發射信號的波形信息也被用于混凝土的損傷檢測中[7]。地震作用是鋼筋混凝土破壞的主要原因之一，相比于靜態荷載，地震荷載是一種動態荷載。本文通過鋼筋混凝土梁的動態彎曲破壞試驗，分析了動態加載情況下，鋼筋混凝土結構的全波形聲發射特性。

1 試驗分析

本文以鋼筋混凝土動態彎曲破壞試驗為例，分析鋼筋混凝土梁在動態荷載作用下的聲發射全波形信號特性。……