基于聲發射技術的房屋建筑混凝土試件彎曲損傷

張澤瑞 李權接 邱超穎 施家豪 周炅

摘要：在當前的時代背景下，房屋建筑混凝土試件的質量顯得尤為重要。因此就需要從多個角度出發，利用一些先進的技術手段，來做好針對混凝土試件的彎曲損傷檢測，這樣才能夠及時發現其中存在的一些問題，有利于提高整個房屋建筑的質量。在此過程中應用聲發射技術具有較強的現實意義，極大地提高了損傷定位的精確性，展現出了極強的應用優勢。

關鍵詞：房屋建筑;混凝土試件;彎曲損傷;聲發射技術

從目前關于聲發射技術的運用狀況看來，已經在眾多領域中得到的一些實踐應用。這項技術是在上世紀七十年代傳入我國的，經過幾十年的發展，目前該技術已經越來越成熟，使得檢測的精確性得到了有效的確保，很好的避免試件可能出現被破壞的情況。

一、關于聲發射檢測技術的概述

在應用聲發射技術的過程中，為了確保其效果，就應當深入研究聲發射檢測技術的原理，這樣才有利于更加高效地對這項技術進行應用。聲發射技術是采集物體破損產生的信號，那么也就意味著物體表面具有不同的物理形態也就會發射出不同的信號，通過對這些信號的差異化處理，就能夠得到預期的信息。如果被檢測物存在一些異常情況，就能夠通過一些高精度的傳感器檢測到這一差異情況。最終通過相應的電信號進行輸出，然后就可以開展下一階段的分析工作。

在應用聲發射檢測技術之后，能夠直接判斷出聲發射源的一些物理信息。其中就主要包含了具體位置、嚴重程度、發生時間等。在一些特定的情況下，還不能夠對所產生的異?，F象進行十分細致的分析，可以采用一些其他的無損檢測方法進行復檢操作，能夠得到更加細致的結論。

在進行檢測的過程中，可以通過建立穩態源型或者是動態語言模型的方法，來對一些動力學因素進行變化分析。但是必須明確的是，聲發射信號產生率是處于一個恒定變化的狀態，并不是持續平衡的。聲發射波可以分為縱波、橫波、表面波、板波等。在進行傳輸的過程中，往往會因為多種原因的限制，導致其強度出現下降的狀態，在物理學的領域，可以稱這種情況為衰減。并且由于傳播介質存在不均勻的性質，在進行傳輸的過程中，就會導致出現聲波分散的情況，也會導致一些熱能的產生。在最終得到檢測結果之后，還需要應用一些現代信號處理方法來進行深入分析和研究，最終得到更加優質可靠的結論。

二、在針對混凝土試件彎曲損傷檢測中應用聲發射技術的方法

2.1 做好前期準備工作

在使用聲發射技術來進行檢測的過程中，首先需要的工作就是需要結合實際檢測的需求，確定出可以使用的模擬源。針對房屋建筑中所消耗的材料看來，主要使用混凝土材料比較多。在這項工作過程中，必須要能夠得到明確的方案，才能夠選擇出更加合理的各項實驗材料，確保針對混凝土試件彎曲損傷檢測工作的順利進行。

然后是涉及到傳感器的安裝。必須要選擇出精確性比較高的傳感器，這樣才能夠采集到更加真實可靠的數據信息。一般來說，需要將傳感器安裝在試件的表面，并且使用磁吸座來進行加固操作。為了避免一些不利因素帶來的影響，在使用這些傳感器之前就需要做好擦拭工作，一般使用醫用酒精進行擦拭即可。在進行耦合安裝的過程中，需要盡量保持在一個比較薄的狀態，這樣將會使聲發射信號的檢測效果更好。

2.2 確定出混凝土構件聲發射檢測參數

首先第一項工作就是應當要能夠針對時間參數來進行確定，主要體現在初始假定時間參數，這一參數可以直接通過一些基本的實驗來進行檢測得到，有工作經驗的人員也能夠直接根據檢測對象的實際狀況來選擇出比較合適的初始假定時間參數。接下來是關于聲發射波數的測定，需要結合斷鉛試驗來進行確定，主要是測量在信號發出之后，兩個傳感器所接收到的時間會存在一定的差異，測試相關的距離差，然后就可以通過這些參數來計算出傳播速度。

2.3 確定聲發射檢測門檻

在此過程中，首先比較重要的一項工作就是確定出比較合適的門檻值。一般是將該門檻值設置為一個比較小的數字，然后再根據分析聲發射信號的實際狀況來進行研究，如果不存在撞擊事件就可以繼續增加該門檻值。一般來說，將門檻值最初設置為20dB比較好。如果在加載的過程中存在一些不確定的噪音，就不能再使用這個初始化門檻值，而是直接設置為40dB比較合理。

2.4 試驗結果分析

在經過了實驗檢測之后，可以看出，采集到的聲發射數據是比較多的，通過傳統人工來進行處理的方式顯得成效有限，并且無法確保精確性。一般來說，可以應用一些專業的計算機軟件來進行數據文件的處理。在進行處理時，直接將一些不正常的數據濾除，然后對接下來的有用數據進行加工。要綜合考慮到Kaiser效應能夠帶來的影響，這一效應也很容易觀測出來。但是在一些特定的條件下也會消失，不復存在。在這些數據信息處理系統中，能夠精確地記錄下應變儀所采集到的數據信息，其中就包含了各項荷載變化以及時間變化，能夠一一對應起來，繪制成相應的圖像，使得結果更加直觀。應用AEwin文件來對各個時間段的一些撞擊、計數等情況進行深入分析。但是在處理的過程中，必須要明確的是，混凝土試件材料本身就是存在一些缺陷的，并不是完全平整的狀態，主要是以一些微裂痕這些原始缺陷為主，即使是在檢測過程中，也基本不會發生較大的能量釋放。在加載的過程中，對能量的傳遞進行研究時可以發現，內部能量實際上是處于一個均衡的狀態。往往出現的一些突發點就代表了裂痕開始向下一個狀態轉變。在對聲發射信號進行定位分析的過程中，一般都需要使用到三維定位技術，可以通過斷鉛試驗來得到傳播速度之間的差異就能夠最終得到定位圖。

三、結語

為了提高房屋建筑的整體質量，就需要應運用先進的聲發射技術來對混凝土試件彎曲損傷進行研究，得到更加真實客觀的實驗測試效果。要能夠保持整體的眼光，對混凝土材料自身結構具有的一些復雜性質進行綜合考慮，確定出更加精確的試驗測試方法。聲發射技術具有較高的靈敏性，并且能夠實現動態檢測的目的。在測試的過程中，要對采集到的信號進行濾波處理，使得整體的結果更加可靠。

參考文獻

[1]董玉文，陸木秀，鄭磊，盧海龍.凍融循環作用下混凝土的沖擊波傳播特性[J/OL].建筑材料學報：1-8.

[2]朱建雄，胡人炭，劉吉，宋為廣.水工混凝土強度檢測評價方法淺議[J].山西建筑，2018，44（34）：100-102.

[3]班貴生，王建軍，楊占峰，韋仕學.鋼管混凝土試件內的法蘭盤對超聲波檢測結果的影響研究[J].西部交通科技，2018（08）：136-139.

[4]丁百湛，王健，王躍亮.淺談房屋建筑工程標準養護混凝土試件的制作和強度評定[J].商品混凝土，2013（03）：62-64.

作者簡介：張澤瑞（1998.07-），男，民族：土家族，湖南省張家界市人，當前職務：學生，學歷：本科，研究方向：自動控制。