隨著混凝土和新型智能材料的廣泛應用,巨型工程、超高層建筑受到了人們的廣泛關注。如何對這些重大工程進行實時的健康監(jiān)測,成為當今的研究熱點。在服役過程中,混凝土帶裂縫工作是非常常見的,這往往是引發(fā)結構各種破壞的原因所在。如能實時監(jiān)測混凝土結構中的缺陷,則能夠充分發(fā)揮結構健康監(jiān)測的優(yōu)勢。作為一種動態(tài)無損檢測技術,聲發(fā)射技術能夠?qū)崟r、在線、監(jiān)視結構的安全性,有利于后期結構的損傷原理分析。在如今的工程應用中,根據(jù)監(jiān)測的損傷位置對損傷進行定位以確定結構的健康與否,進而進行各種補救措施,也是無損檢測技術最高追求�；诖�,本文利用自制1-3型水泥基壓電傳感器,將其預埋入混凝土中,通過聲發(fā)射檢測技術,對混凝土早期水化和后期單軸抗壓試驗進行監(jiān)測,具體研究內(nèi)容如下:（1）根據(jù)混凝土聲發(fā)射試驗對傳感器的要求,制備了寬頻、穩(wěn)定性好的1-3型水泥基壓電傳感器。（2）通過1-3型傳感器和商用傳感器對比研究不同水灰比混凝土的早期水化過程的聲發(fā)射特性,分析兩種傳感器對混凝土水化過程聲發(fā)射特性監(jiān)測的異同。（3）基于1-3型傳感器,對六組不同氧化石墨烯摻量的混凝土立方體試塊進行單軸抗壓聲發(fā)射試驗,得出氧化石墨烯摻量對混凝土... 

【文章來源】：濟南大學山東省

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

溫州樓房倒塌上述事故表明，大型土木工程結構特別

濟南大學碩士學位論文1第一章緒論1.1研究背景與研究意義自20世紀混凝土問世以來，經(jīng)過數(shù)百年的發(fā)展，混凝土已經(jīng)成為當今工程界用量最大的建筑材料[1]，一系列大型公共基礎設施，如大壩、橋梁、道路、房屋、大跨空間地下結構等逐漸進入人們的視野，極大的促進了人類社會文明的發(fā)展。隨著混凝土在土木工程領域的廣泛應用，基礎設施在服役過程中的安全性問題受到了人們的廣泛關注。這些基礎設施長期暴露在復雜的自然環(huán)境中，會受到各種不確定因素帶來的損傷，嚴重危害了人們的生命安全和財產(chǎn)安全[2]。近十年來，關于房屋、橋梁等建筑結構倒塌的安全事故時有發(fā)生，如：2011年8月8日17時，海南省萬寧市太陽河上一座大橋發(fā)生坍塌，事故造成2人死亡，2人受傷。2016年10月10日凌晨，浙江溫州市鹿城區(qū)雙嶼街道發(fā)生一起樓房倒塌事故，一座約6層樓高樓房的一部分發(fā)生垮塌，多人被掩埋，事故造成22人死亡，6人受傷。2016年11月24日7時，江西省宜春市豐城電廠三期在建項目冷卻塔施工平臺倒塌，事故共造成74人死亡，2人受傷。2019年10月10日晚上6時左右，江蘇無錫312國道上海方向K135處錫港路上跨橋路段出現(xiàn)橋面?zhèn)确�，事故共造�?人死亡，2人受傷。圖1.1溫州樓房倒塌圖1.2江西豐臺冷卻塔倒塌上述事故表明，大型土木工程結構特別是發(fā)電廠、房屋、橋梁、大壩等，由于外部荷載、施工工藝或自然災害等非人為因素的影響，非常容易發(fā)生安全事故，其安全問題不容忽視。因此，如何對這些大型土木工程結構進行實時在線的監(jiān)測，并能提前發(fā)出有效的預警，成為國內(nèi)外學者的研究熱點[3-5]。

基于埋入式壓電傳感器的混凝土聲發(fā)射特性研究4和驅(qū)動性能以及與混凝土材料相容性較好等優(yōu)點，成為土木工程領域新型傳感器研究的絕佳材料�；谏鲜霰尘埃疚囊运嗷鶋弘姀秃喜牧蠟樵牧�，制備了水泥基壓電傳感器，將其預埋入混凝土中，并利用聲發(fā)射檢測技術對混凝土前期水化和后期抗壓全壽命過程的各種力學性能、聲發(fā)射特性進行研究，為各種土木工程結構的健康監(jiān)測提供必要的理論基矗1.2聲發(fā)射檢測技術在混凝土中的應用研究聲發(fā)射被定義為材料或結構中某一缺陷處能量的快速釋放而產(chǎn)生的瞬態(tài)彈性波的物理現(xiàn)象[21]，結構的變形、微裂縫和其它應力引起的結構的變化，都可以引起聲發(fā)射信號的變化。其工作原理是，當結構內(nèi)部出現(xiàn)損傷、應力集中等變化時，聲發(fā)射傳感器會迅速捕捉到波的信號，通過聲電轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)化為電信號，經(jīng)放大器將信號放大并傳播到數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進行信號的采集處理，采集系統(tǒng)將采集好的信號傳播到記錄與顯示系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)的記錄與分析。其原理如圖1.3所示。圖1.3AE檢測原理圖作為聲發(fā)射檢測技術的中心環(huán)節(jié)，對傳感器的研究必不可少。要想得到準確的聲發(fā)射信號，除了設置正確的聲發(fā)射閾值外，還需要高質(zhì)量、高靈敏度、高耐久性、高聲阻抗的傳感器和聲發(fā)射分析處理系統(tǒng)的協(xié)助。在捕捉聲發(fā)射信號的過程中，為了減小試驗誤差，聲發(fā)射傳感器需要具備以下性能[22]。（1）較高的靈敏度。傳感器靈敏度是指輸出的信號與輸入的信號的比值。靈敏度是用來表征傳感器傳輸信號性能的指標，靈敏度越高，傳感器的信號出入比就越高。（2）較好的穩(wěn)定性。傳感器穩(wěn)定性是指輸入和輸出信號過程中比較平穩(wěn)，波動不大，與基體材料適應性較好。（3）良好的寬頻響應。傳感器除了具備以上性能要求之外，還需要具有較寬的頻率


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