重復(fù)的車輛荷載和溫度條件的改變會導(dǎo)致瀝青路面出現(xiàn)各種病害,掌握瀝青混合料失效破壞過程的失效機(jī)理與力學(xué)響應(yīng)規(guī)律是提升瀝青路面性能設(shè)計與結(jié)構(gòu)優(yōu)化,進(jìn)而延長道路使用壽命的關(guān)鍵。聲發(fā)射技術(shù)作為一種動態(tài)無損檢測手段,能夠動態(tài)感知受力狀態(tài)下材料或結(jié)構(gòu)內(nèi)部每一微小損傷,實現(xiàn)對損傷源位置的診斷與材料性能的評價。本文旨在通過探討瀝青混合料失效破壞過程中力學(xué)行為與聲發(fā)射過程的關(guān)系,其中結(jié)合源定位算法、信號特征提取與降維表達(dá)、損傷理論推導(dǎo)與數(shù)值模擬,達(dá)成對瀝青混合料聲發(fā)射源的位置診斷、損傷特征分析與損傷狀態(tài)評價。首先,開展了聲發(fā)射信號傳播特性與源定位的相關(guān)試驗,分析了小波閾值降噪過程中所涉及的小波基函數(shù)甄選、分解層數(shù)確定與閾值規(guī)則選擇等相關(guān)問題,對AE信號降噪效果的影響,闡明了AE源定位時延估計的小波分解-互相關(guān)方法可靠性,揭示了瀝青混合料失效破壞過程中裂紋擴(kuò)展趨勢;其次,開展不同加載方式下瀝青混合料的相關(guān)試驗,探討了不同荷載水平條件下聲發(fā)射活動的規(guī)律,得到了聲發(fā)射參數(shù)與疲勞損傷演化的關(guān)系,闡明了脆化點溫度在評價材料狀態(tài)轉(zhuǎn)變的重要性;再次,應(yīng)用局部切空間排列方法獲取高維特征數(shù)據(jù)集的低維嵌入,實現(xiàn)了利用支持向... 

【文章來源】：浙江師范大學(xué)浙江省

【文章頁數(shù)】：96 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

典型聲發(fā)射信號波形[14]

瀝青混合料聲發(fā)射信號傳播特性及其源定位技術(shù)研究17圖2.1AC-16級配曲線2.1.2試驗方案本章內(nèi)容參考標(biāo)準(zhǔn)的Nielson源測試方法[87]，開展AE信號傳播特性與源定位的斷鉛試驗。首先，通過如圖2.2所示的斷鉛試驗，從聲發(fā)射基本參數(shù)、信號波形以及頻譜特征角度，探討AE信號隨傳播距離的變化規(guī)律，獲取AE信號有效傳播距離（D）；其次，針對斷鉛AE信號，全面考慮小波閾值降噪過程中的小波基函數(shù)、分解層數(shù)與閾值規(guī)則對信號降噪效果的影響，提出AE信號最優(yōu)降噪策略；再次，采用線定位試驗方案，討論不同時延估計方法對AE源診斷精度的影響，提出一種適用于瀝青混合料AE源定位技術(shù)，傳感器布局方案如圖2.3所示；最后，將其用于瀝青混合料三點彎曲試驗中，對比分析定位結(jié)果與試件實際破壞情況，具體試驗方案如圖2.4所示。首先，在AE信號傳播特性的斷鉛試驗中，在距試件左側(cè)端面25mm的位置上進(jìn)行斷鉛，同時，第一個傳感器安裝在距斷鉛點20mm處，其余傳感器以20mm等間距地組成的線性陣列，用于獲取同一AE源在傳播過程中不同位置的信號。為使斷鉛信號具有一致性和可靠性，經(jīng)多次斷鉛預(yù)試驗，確定最佳斷鉛角度后，在同一斷鉛點重復(fù)了4次斷鉛試驗。

瀝青混合料聲發(fā)射信號傳播特性及其源定位技術(shù)研究18圖2.2AE信號隨距離變化傳播特征布局圖其次，在AE源線定位的斷鉛試驗中，控制兩個傳感器間距為AE信號有效傳播距離（D），斷鉛點發(fā)生在兩個傳感器陣列之間，以保證傳感器所檢測到的AE信號能夠真實反映源信號特征。源定位分析中斷鉛點及傳感器位置，如圖2所示。根據(jù)多次試驗結(jié)果得到的瀝青混合料AE信號平均波速4200m/s。為保障試驗結(jié)果的可靠性，在同一斷鉛點重復(fù)4次斷鉛。圖2.3AE源線定位測試布局圖最后，在三點彎曲試驗過程中，從25℃室溫環(huán)境中，取出事先制備好的4根平行試件，按照J(rèn)TGE20-2011《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》中的T0715-2011方法，開展瀝青混合料彎曲試驗，并同步進(jìn)行了聲發(fā)射測試。其中，彎曲試驗中的加載速率為2mm/min。聲發(fā)射測試時先將耦合劑涂在四個AE傳感器表面，再通過黑色膠帶將其固定在試件表面的特定位置。將四個AE傳感器，分別編號為1、2、3和4。其中，編號為S1和S3的AE傳感器固定在試件的底面，其他AE傳感器分別安裝在前表面和后表面，試驗方案如圖2.4所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]鋪面材料性能診斷與評價中的聲發(fā)射技術(shù)[J]. 邱欣,徐靜嫻,王鈺杰,程維豪,楊青,龔夢綺.  浙江師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2018(04)
[2]基于EMD的水輪機(jī)空化聲發(fā)射信號閾值降噪方法[J]. 劉忠,宋嘉城,鄒淑云,袁翔,周云貴,陳瑩.  動力工程學(xué)報. 2018(06)
[3]基于小波包能量流和LTSA的垮落煤巖特征提取[J]. 李一鳴,符世琛,周俊瑩,宗凱,李瑞,吳淼.  煤炭學(xué)報. 2018(S1)
[4]基于小波變換的混凝土壓縮損傷模式識別[J]. 王宗煉,任會蘭,寧建國.  兵工學(xué)報. 2017(09)
[5]三軸壓縮下花崗巖聲發(fā)射Kaiser點信號頻段及分形特征[J]. 曾鵬,紀(jì)洪廣,高宇,孫利輝,蔣華,李成江,張子健.  煤炭學(xué)報. 2016(S2)
[6]單軸壓縮下土體聲發(fā)射參數(shù)與力學(xué)參數(shù)關(guān)系研究[J]. 李明寶,孫振國,陳沖,鄭憲,閻夢晴,于司杭.  科學(xué)技術(shù)與工程. 2016(30)
[7]單軸壓縮下充填體聲發(fā)射特性及損傷演化研究[J]. 謝勇,何文,朱志成,劉賢俊,劉浩,謝濤.  應(yīng)用力學(xué)學(xué)報. 2015(04)
[8]單軸受壓煤巖聲發(fā)射特征的層理效應(yīng)試驗研究[J]. 張朝鵬,張茹,張澤天,高明忠,戴峰.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2015(04)
[9]巖石聲發(fā)射振鈴累計計數(shù)與損傷本構(gòu)模型的耦合關(guān)系探究[J]. 吳賢振,劉建偉,劉祥鑫,趙奎,張艷博.  采礦與安全工程學(xué)報. 2015(01)
[10]瞬時應(yīng)變型巖爆模擬試驗中花崗巖主頻特征演化規(guī)律分析[J]. 何滿潮,趙菲,張昱,杜帥,管磊.  巖土力學(xué). 2015(01)

博士論文
[1]聲發(fā)射信號處理關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 劉國華.浙江大學(xué) 2008

碩士論文
[1]瀝青混合料抗疲勞性能評價方法研究[D]. 吳礙.東南大學(xué) 2015



本文編號：3097518