Page 82 - 无损检测2023年第八期

徐晓阳, 等:

基于声发射信号能量衰减的混凝土材料损伤检测

此, 为减小信号重叠给能量衰减分析带来的不利影
响, 笔者采用千斤顶对混凝土梁试件缓慢施加可控
荷载。
全套试验仪器如图2所示, 采用 RSC-50150型

分离式液压千斤顶[ 吨位为50t , 行程为150mm , 见
图2 ( a )] 对梁试件进行三点弯曲加载, 选用数显百

分表[ 量程为0~25.4mm , 分辨率为0.01mm , 见图
2 ( b )] 对梁试件跨中上侧和下侧位移量进行监测。
梁试 件 与 千 斤 顶 布 置 在 反 力 架 中, 梁 跨 度l 为
450mm , 三点弯曲试验装置示意及其加载现场如

图 3 所示, 加载方式为分级加载, 荷载控制方式为单

图3 三点弯曲试验装置框图及其加载现场

次增载梁跨中上侧位移量0.05mm 。
混凝土材料的损伤区域主要集中在受拉区, 所以
笔者以钢筋混凝土梁为研究对象, 在受拉区两侧布置
传感器, 对信号能量衰减与损伤的关联模式进行研

究。两个声发射传感器之间的距离( 2 L ) 为350mm ,
与底面距离为30mm , 其布置位置如图4所示。试验

采用凡士林作为耦合剂, 首先将 R6α型声发射传感器

[ 见图2 ( c )] 与 PAC前置放大器[ 增益为40dB , 频率

为20~1200kHz , 见图2 ( d )] 连接, 再将该放大器与
SAMOS 牌声发射采集系统[ 见图2 ( e )] 连接。采
TM
集参数设置如下: 阈值为 40dB ; 峰值定义时间为

50 μ s ; 撞击定义时间为 200 μ s ; 撞击锁定时间为

图2 全套试验仪器
300 μ s ; 采样率为1MSPS ( 百万次采样每秒)。

图4 声发射传感器及断铅点布置位置示意

2.3 声 - 超声初始衰减系数测定 根据标准 QJ2914-1996 《 复合材料构建声发射检

在试件及传感器布置完成后, 进行加载试验之 测方法》, 采用断铅信号进行测试, 笔芯选用直径为

前, 需要利用声 - 超声法先测定材料的初始衰减系 0.5mm 的 HB铅芯, 笔芯的伸长量为2.5mm , 其与

数。因为R ( x ) 是位置x 的线性函数, 所以R ( x ) 的 试件表面的夹角为30° 。其测定步骤如下: ① 以传
初始参数可以通过不断改变源n 的位置进行确定。 感器 A1 , A2所在位置中点为基准点, 沿传感器所在
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2023年 第45卷 第8期
无损检测