混凝土簡(jiǎn)單應(yīng)力場(chǎng)的超聲測(cè)試技術(shù)研究.pdf

1、目前，混凝土應(yīng)力的超聲尾波測(cè)試技術(shù)受到了國(guó)內(nèi)外研究人員越來(lái)越多的關(guān)注，研究對(duì)象從最初的單向受拉試塊逐漸擴(kuò)展到受壓試塊和簡(jiǎn)單受力構(gòu)件，其基本研究?jī)?nèi)容是建立尾波參數(shù)指標(biāo)與特定混凝土應(yīng)力場(chǎng)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。本文以鋼筋混凝土工字梁為研究對(duì)象，對(duì)國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（批準(zhǔn)號(hào):51478072）的“時(shí)域信號(hào)與三點(diǎn)彎曲應(yīng)力場(chǎng)變化關(guān)系試驗(yàn)測(cè)試”內(nèi)容進(jìn)行研究，提出了采用一階信號(hào)參數(shù)表征應(yīng)力變化的試驗(yàn)技術(shù)路線(xiàn)，設(shè)計(jì)并實(shí)施了鋼筋混凝土工字梁三點(diǎn)彎曲應(yīng)力場(chǎng)的超聲尾波

2、測(cè)試研究方案，在22個(gè)荷載等級(jí)下，對(duì)每一荷載等級(jí)各進(jìn)行8組重復(fù)試驗(yàn)，在檢驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，編制有限差分格式算法程序，提取出尾波幅值變化的第一階成分（線(xiàn)性成分），建立了工字梁尾波幅值一階變化系數(shù)與各荷載等級(jí)的近似線(xiàn)性關(guān)系，分析了線(xiàn)性關(guān)系系數(shù)（斜率）的變異系數(shù)。主要研究工作如下:
　　(1)針對(duì)混凝土應(yīng)力場(chǎng)的超聲尾波測(cè)試研究做了兩方面的調(diào)研。首先調(diào)研尾波參數(shù)指標(biāo)與混凝土應(yīng)力變化相互關(guān)系的研究成果，然后調(diào)研差分算法，明確采用向前

3、差分格式編制算法程序，在此基礎(chǔ)上，提出采用測(cè)試數(shù)據(jù)一階信號(hào)參數(shù)表征應(yīng)力變化的技術(shù)路線(xiàn)，初步確定試驗(yàn)的測(cè)點(diǎn)布設(shè)、儀器參數(shù)設(shè)置和加載制式。
　　(2)基于泰勒展開(kāi)原理，編制了有限差分格式的MATLAB數(shù)據(jù)處理程序。以三點(diǎn)彎曲荷載等級(jí)為自變量推導(dǎo)的泰勒展開(kāi)公式為基礎(chǔ)，編制向前差分格式的算法程序，從均一化能量的角度分析尾波各階（一階至四階）信號(hào)的能量比例，在檢驗(yàn)展開(kāi)階次的合理性后，去除了高階成分的影響，提取出尾波幅值一階變化系數(shù)，進(jìn)而建立

4、其與應(yīng)力的線(xiàn)性關(guān)系曲線(xiàn)。
　　(3)工字梁三點(diǎn)彎曲應(yīng)力場(chǎng)超聲尾波時(shí)域測(cè)量模型參數(shù)的試驗(yàn)研究。首先，進(jìn)行混凝土梁自重應(yīng)力場(chǎng)尾波測(cè)試，從信噪比角度分析了試驗(yàn)數(shù)據(jù)的重復(fù)性，從能量幅值的角度檢驗(yàn)了結(jié)果的穩(wěn)定性。在此基礎(chǔ)上，重點(diǎn)設(shè)計(jì)并實(shí)施工字梁三點(diǎn)彎曲應(yīng)力場(chǎng)尾波測(cè)試試驗(yàn)，采集22個(gè)荷載等級(jí)的數(shù)據(jù)，利用前述算法程序，提取了時(shí)域中各狀態(tài)波形的一階變化系數(shù)，在測(cè)試范圍內(nèi)，得到了工字梁一階變化系數(shù)與荷載等級(jí)的線(xiàn)性關(guān)系。計(jì)算各次試驗(yàn)線(xiàn)性關(guān)系系數(shù)（斜率