Page 67 - 无损检测2023年第八期
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韩丽娜, 等:

   三项混凝土声发射检测国家标准验证


       ( 2 )获得声发射累计计数对数值与载荷或加载                       2.2  《 无损检测 声发射检测 混凝土结构活动裂缝



   时间的关系, 进行三次多项式拟合, 对其求二阶导数                         分类的检测方法》标准验证


   得到拐点坐标, 即声发射活动开始点。                                  该标准由水利部水工金属结构质量检测中心牵
       ( 3 )绘制声发射累计计数与载荷或加载时间的                       头制定, 主要进行了以下两方面的试验验证: ① 验


   关系曲线, 观察寻找曲线斜率的突变点, 以其作为声                         证R A -F a  分布图中横坐标与纵坐标的范围, 验证图

   发射活动开始点。                                          中R A F a  值的分布范围与传感器类别的关系; ②
                                                           、

       ( 4 )绘制声发射撞击数与载荷或加载时间的关                       验证张拉型裂缝与包括剪切型裂缝在内的其他类型
   系曲线, 观察寻找曲线斜率的突变点, 以其作为声发                         裂缝的R A -F a   过渡线, 验证图中 R A F a       值的过渡
                                                                                      、
   射活动开始点。                                           线与传感器类别的关系, 其中: R A            为上升时间除以
       以 BQ1 、 BQ2 梁为研究对象进行试验, 通过改                   幅度获得的波形梯度倒数; 平均频率 F a                 为振铃计
   变四点弯曲试验中剪跨比来保证该类梁发生弯曲或                            数与持续时间的比值。
   剪切破坏, 剪跨比设定如表2所示。                                 2.2.1  验证 R A -F a  分布图中横坐标与纵坐标的
       4种方法分析结果基本一致, 从而证明上述方                         范围
                 值确定方法而用于钢筋混凝土损伤                          采用箱线图异常值检测方法对声发射撞击的
   法均可作为L o
   评定。但在实际使用过程中为保证钢筋混凝土梁的                                   值中的异常值进行预处理, 将检测值中与中
                                                     R A -F a
   安全, 建议通过对比不同方法, 以4种方法中轻微损                         值的偏差超过1.5 倍四分位间距的数据进行过滤。

                                                                                         、
   伤区域最小的方法的试验结果作为评定结果。                              滤除异常值后的 R A -F a      散点图中, R A F a     值的最
   2.1.3 传感器位置对损伤评定结果的影响                             大值依次用 R A       、 F amax  表示, 则横轴、 纵轴坐标范
                                                                   max

       首先在距 BQ1和 BQ2梁底部10cm 处沿轴线                                          、 0~F amax 。
                                                     围依次设定为0~ R A
                                                                        max

   从左侧支点位置开始, 依次间隔90cm 布置3个传                              采用 配 合 比 相 同、 骨 料 粒 径 一 致、 尺 寸 为


   感器, 使用标准声源( 断铅信号) 来检查传感器耦合                        150mm×150mm×550mm ( 宽×高×长) 的两根

   情况, 然后采用压力试验机对 BQ1 和 BQ2 梁进行                      混凝土梁( 带人工矩形刻槽), 养护期达到 28d后,

   分级加载试验, 加卸载过程中应注意保证传感器位                           分别进行三点弯曲、 直接剪切和复合型加载试验。
   置不因加载发生改变。                                        两种类型的试验中声发射采集系统、 信号采集设置、
       不同位置传感器的损伤限值划分与验证结果如                          传感器布 置 方 式 保 持 一 致。该 试 验 中 采 用 德 国
   图3所示, 可以看出, 传感器的位置对损伤评定有显                         Vallen公司 AMSY-6型声发射检测系统, 压力试验
   著影响, 卸载比值和传感器位置密切相关, 距离主裂                         机为美国 MTS ( SANS ) CMT5105型微机控制电子
   缝最近的传感器信号可有效划分损伤程度, 其他位                           试验机。在复合型加载试验中, R A -F a             分布参数分
   置传感器难以保证准确划分损伤程度。因此在声发                            布统计如表3所示。
   射检测时, 建议对于弯曲破坏的钢筋混凝土梁宜将                                从表3可以看出, 混凝土试样的强度和骨料粒
   传感器布置于纯弯段; 对于剪切破坏的钢筋混凝土                                   、 值分布范围的影响相对不太明显, 但是
                                                     径对R A F a
   梁宜将传感器布置于剪切段。                                                                       、   值分布范
                                                     传感器的频谱响应和灵敏度会给 R A F a
   2.1.4 标准验证结论                                      围带来显著影响。 F a        值和传感器谐振频率密切相
       依据国内现有条件, 在制定详细的检测工艺规程                                                          值集中分布在
                                                     关, 传感器谐振频率为60kHz时, F a
   前提下, 标准可以实施。但根据试验数据及专家讨                                                                       值
                                                     40kHz附近; 传感器谐振频率为150kHz时, F a

   论, 为适应我国基本的技术条件, 与ISO16837 — 2019                 集中分布在100kHz附近; 传感器具有较宽频谱响
   相比, 国家标准修改了部分条款的表述, 与ISO 标准                                    值集中分布在45kHz附近, 宽频传感

                                                     应范围时, F a
   产生了一定技术性差异, 具体修改内容见3.1节。                          器的采集结果更接近于低频传感器采集的声发射频
                                                 分布参数分布统计
                                     表3  R A -F a
        混凝土          粗骨料粒径 /         VS30谐振传感器           VS150-RIC谐振传感器          VS45-H 宽频传感器
       强度标号             mm         F a kHz  R A /( ms · V -1 )  F a kHz  R A /( ms · V -1 )  F a kHz  R A /( ms · V -1 )
                                                                                 /
                                                           /
                                    /

         C20            10         0~65      0~2000      0~180      0~700       0~85      0~2000

         C40            10         0~70      0~1500      0~180      0~650       0~95      0~1000

         C40            20         0~60      0~1500      0~180      0~700       0~80      0~1100
                                                                                                3
                                                                                               3
                                                                             2023年 第45卷 第8期
                                                                                     无损检测
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