基于尾波干涉技術(shù)的混凝土應(yīng)力測量方法研究.pdf

1、混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)力是反映結(jié)構(gòu)狀況重要的指標(biāo)之一。目前，由于缺乏直接的應(yīng)力檢測技術(shù)，在工程中一般通過測量應(yīng)變后通過一定的本構(gòu)關(guān)系，如胡克定律，來換算應(yīng)力。其結(jié)果往往與混凝土結(jié)構(gòu)中真實(shí)應(yīng)力有一定的偏差。因此，可靠的應(yīng)力測量手段的研究和開發(fā)對結(jié)構(gòu)性能準(zhǔn)確評估具有重要意義。尾波干涉技術(shù)是一種全新的技術(shù)，能夠檢測小擾動引起的尾波波速變化。由于混凝土是一種復(fù)雜的多相介質(zhì)，超聲波在混凝土中傳播的尾波發(fā)育比在其他介質(zhì)中更加明顯，將超聲尾波干涉技術(shù)應(yīng)用到混

2、凝土領(lǐng)域具有很廣闊的前景。本文基于尾波干涉技術(shù)，進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)力測量方法的研究。本文的主要工作包括以下內(nèi)容:
　　(1)分析了影響混凝土內(nèi)超聲波傳播的機(jī)理及主要影響因素，認(rèn)為在應(yīng)力作用下，基體保持彈性，導(dǎo)致超聲尾波波速的變化的主要因素是微裂紋的閉合和擴(kuò)展。將混凝土視為包含隨機(jī)分布、具有相同形狀的微裂紋的各向同性體，建立未加載時的波速模型。
　　(2)考慮裂紋的存在對波速的影響，建立了一組平行微裂紋對混凝土內(nèi)波速影響的模型。

3、在此基礎(chǔ)上，將原生微裂紋的閉合體積變形引起的聲速改變與水平裂紋引起的聲速改變相等效;而將微裂紋擴(kuò)展體積變形引起的聲速改變與垂直裂紋引起的聲速改變相等效，從而建立了超聲尾波波速與應(yīng)力之間關(guān)系的理論模型。
　　(3)通過試驗研究了超聲尾波在混凝土中的傳播規(guī)律，并在分級加載的條件下，對尾波干涉分析方法計算的波速與應(yīng)力的關(guān)系進(jìn)行標(biāo)定。結(jié)果表明，聲源頻率越高，尾波越發(fā)育，波形持續(xù)時間越長;當(dāng)接收探頭布置在側(cè)面時，從頂面發(fā)射信號的尾波比在對側(cè)