Page 99 - 无损检测2023年第四期
P. 99
陈 平, 等:
基于声发射技术的透水混凝土断裂特性分析
2.4 声发射试验与结果分析 最后破坏阶段十分明显, 在疲劳过程中的声发射信
声发射现象是指材料内部因微缺陷产生或扩展 号量级则很小。同时, 累计振铃计数在疲劳荷载作
等引起 应 变 能 时, 快 速 释 放 而 产 生 的 应 力 波 现 用下也呈现十分明显的三阶段模式。
象 [ 10 ] 。通常来说, 声发射现象可以用来表征材料损 进一步探讨不同疲劳荷载率情况下透水混凝土
伤的累积以及断裂过程; 声发射监测技术则是通过 有效裂缝扩展情况以及声发射振铃累计计数情况,
传感器实时监测并分析断裂或者损伤过程中的声发 其结果如图7所示, 可以看出, 在不同荷载率情况下
射现象来评定材料性能或结构完整性的方法 [ 11 ] 。 有效裂缝扩展以及声发射振铃累计计数均呈现明显
对上述3种断裂试验过程中的声发射现象进行 的三阶段形式, 且当荷载率越低时, 最终累计振铃计
了监测, 试件断裂过程中的振铃计数以及累计振铃 数越大, 但是其累积过程与荷载率大小无关。
计数结果如图6所示。
图7 不同疲劳荷载率下混凝土试件有效裂缝扩展
以及累计振铃计数曲线
3 结语
研究了透水混凝土的疲劳断裂力学特性, 采用
荷载控制方式对透水混凝土试件进行了单调和三种
不同荷载率下的往复弯拉试验, 同时采用声发射技
术对试件的开裂过程进行监测, 得到了以下结论。
( 1 )与普通混凝土相同, 透水混凝土也存在十
分明显的率效应。当加载速率增大时, 透水混凝土
弯曲强度、 总断裂能、 断裂韧度以及初始断裂能等力
学参数均会增大。
( 2 )采用 CMOD 为横坐标的包络线破坏准则
对透水混凝土的低周疲劳试验并不适用, 采用有效
裂缝长度为标准来判断透水混凝土的破坏情况, 有
相对较高的准确性。
( 3 )透水混凝土断裂过程是由能量释放率以及
图6 试件断裂过程中的累计振铃计数以及 裂缝扩展阻力控制的。在减速区, 裂缝扩展阻力起
振铃计数结果( 荷载率为0.85 ) 主导作用; 在加速区, 裂缝扩展阻力可以视为常数,
从图6 ( a ) 中可以看出, 在单调断裂过程中声发 驱动力所占的比重相对较大。
射振铃计数几乎是均匀分布在整个试验过程中的; ( 4 )疲劳加载时, 透水混凝土裂缝扩展规律与声
同时, 累计声发射计数呈线性增长趋势。由图6 ( b ) 发射振铃累计计数规律相仿, 均呈现出三阶段的形
可以看出, 当进行准静态往复加载时, 声发射振铃计
式。同时, 裂缝扩展速率呈现先减小后增大的趋势。
数并不是连续的。当应力值达到上次加载的最大应
力之前不发生电信号, 因此与之对应的声发射累计 参考文献:
振铃计数呈现阶梯状。由图6 ( c ) 可以看出, 当进行 [ 1 ] 张贤超, 尹健, 池漪. 透水混凝土性能研究综述[ J ] . 混
疲劳断裂加载时, 声发射信号仅仅在初始阶段以及 凝土, 2010 ( 12 ): 47-50.
1
6
2023年 第45卷 第4期
无损检测
