發(fā)布時(shí)間：2018-03-01 06:16

  本文關(guān)鍵詞： 玄武巖纖維 混凝土 聲發(fā)射 四點(diǎn)彎曲 彎曲斷裂 聲波衰減　出處：《吉林大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：隨著國(guó)內(nèi)外對(duì)新型建筑材料需求的不斷提升,纖維增強(qiáng)混凝土得到廣泛的應(yīng)用和重視。目前針對(duì)鋼纖維、聚丙烯纖維等改良混凝土已有學(xué)者做了大量研究,但對(duì)玄武巖纖維改良混凝土的研究相對(duì)較少。然而玄武巖纖維具有較好的耐化學(xué)腐蝕性和耐熱性、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、制造成本低廉、相容性好、綜合性能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),將其用于混凝土性能改良具備良好的應(yīng)用前景。聲發(fā)射作為一種重要的無(wú)損檢測(cè)手段,有著靈敏度高、反應(yīng)及時(shí)和可實(shí)現(xiàn)全周期在線監(jiān)測(cè)等諸多優(yōu)點(diǎn),在材料和結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)領(lǐng)域擁有廣闊的前景。不同于其它技術(shù),聲發(fā)射是材料自身?yè)p傷引起的,使其更具有可信性,是無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域熱點(diǎn)研究問(wèn)題。目前,針對(duì)玄武巖纖維混凝土的聲發(fā)射特性研究急需開展。所以,本文以玄武巖纖維混凝土作為研究對(duì)象,聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)作為研究手段,對(duì)玄武巖纖維增強(qiáng)混凝土的力學(xué)性能和聲發(fā)射特性進(jìn)行研究,探究玄武巖纖維增強(qiáng)混凝土的斷裂機(jī)理和損傷規(guī)律,為玄武巖纖維混凝土的推廣和聲發(fā)射技術(shù)在混凝土結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和理論參考。本文所開展的主要研究工作包括:(1)制作了3組不同齡期的玄武巖纖維增強(qiáng)混凝土梁,以相同齡期的素混凝土梁作為對(duì)比組,共18個(gè)相同規(guī)格尺寸的長(zhǎng)方體小梁試件。對(duì)試件分別進(jìn)行四點(diǎn)彎曲試驗(yàn),得到不同齡期材料的抗彎極限強(qiáng)度。結(jié)果表明,隨著齡期的增長(zhǎng),纖維的增強(qiáng)作用不斷增加,7d、14d和28d的混凝土強(qiáng)度提高率分別為5.53%、6.10%和8.33%。(2)通過(guò)對(duì)試件斷裂過(guò)程的聲發(fā)射參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,分析了混凝土試件的受荷載斷裂過(guò)程。整個(gè)斷裂過(guò)程可分為三個(gè)階段,每個(gè)階段對(duì)應(yīng)著不同的聲發(fā)射特征。這些特征反映了混凝土不同的受力狀態(tài)和相應(yīng)的內(nèi)部裂縫擴(kuò)展情況,驗(yàn)證了聲發(fā)射對(duì)于玄武巖纖維混凝土監(jiān)測(cè)的適用性�；诼暟l(fā)射特征參數(shù),闡述了纖維的增強(qiáng)機(jī)理和增強(qiáng)效果。(3)針對(duì)聲發(fā)射的統(tǒng)計(jì)參數(shù),通過(guò)與相應(yīng)的受力狀態(tài)進(jìn)行對(duì)比分析,分析結(jié)果表明:聲發(fā)射參數(shù)的統(tǒng)計(jì)值特性可以用于玄武巖纖維混凝土材料的斷裂預(yù)測(cè)分析。此外,提取了新的聲發(fā)射特征參數(shù),即最大信息熵。最大信息熵可以進(jìn)行材料的斷裂前兆分析,新的特征參數(shù)具有良好的分析效果。在混凝土斷裂過(guò)程中運(yùn)用了聲發(fā)射特征統(tǒng)計(jì)量平均頻率(AF)和RA值對(duì)內(nèi)部裂縫情況進(jìn)行了分析。(4)針對(duì)聲發(fā)射信號(hào)在玄武巖纖維混凝土中的傳播衰減情況,制作了三根相同的鋼筋混凝土懸臂梁,進(jìn)行等距聲發(fā)射信號(hào)接收測(cè)試。通過(guò)對(duì)信號(hào)進(jìn)行傅立葉變換和參數(shù)提取,總結(jié)了聲波的衰減規(guī)律。結(jié)果表明:聲發(fā)射信號(hào)振幅隨距離的傳輸成二次函數(shù)衰減趨勢(shì);聲發(fā)射的能量和波速成指數(shù)函數(shù)衰減趨勢(shì);對(duì)于聲發(fā)射的頻率衰減,其信號(hào)高頻部分快速衰減,并引起結(jié)構(gòu)一階和二階頻率之間頻率分布的增加。隨著聲信號(hào)的傳播,各個(gè)頻帶分布比例都大幅減小。
[Abstract]:With the increasing demand for new building materials at home and abroad, fiber reinforced concrete (FRC) has been widely used and paid more attention. At present, many scholars have done a lot of research on improved concrete, such as steel fiber and polypropylene fiber. However, basalt fiber has the advantages of good chemical corrosion resistance and heat resistance, simple production process, low manufacturing cost, good compatibility and strong comprehensive properties. As an important nondestructive testing method, acoustic emission has many advantages, such as high sensitivity, timely response and the ability to realize the whole cycle on-line monitoring. It has a broad prospect in the field of material and structural health monitoring. Unlike other technologies, acoustic emission (AE) is caused by materials' own damage, which makes it more credible and is a hot research issue in the field of nondestructive testing (NDT). The study on acoustic emission characteristics of basalt fiber reinforced concrete is urgently needed. Therefore, this paper takes basalt fiber reinforced concrete as the research object and acoustic emission detection technology as the research means. The mechanical properties and acoustic emission characteristics of basalt fiber reinforced concrete are studied, and the fracture mechanism and damage law of basalt fiber reinforced concrete are explored. This paper provides basic data and theoretical reference for the application of basalt fiber reinforced concrete and acoustic emission technology in the field of concrete structure health monitoring. Basalt fiber reinforced concrete beams, Taking plain concrete beams of the same age as control group, 18 cuboid trabeculae of the same size were tested. The bending ultimate strength of materials of different ages was obtained by four point bending test. With the increase of age, the strengthening effect of fiber increases continuously. The concrete strength increases by 5.536.10% and 8.33% in 14d and 28d, respectively. The acoustic emission parameters of the fracture process of the specimens are analyzed statistically. The loading fracture process of concrete specimen is analyzed. The whole fracture process can be divided into three stages, each stage corresponds to different acoustic emission characteristics. These characteristics reflect the different stress state of concrete and the corresponding internal crack propagation. The applicability of acoustic emission to the monitoring of basalt fiber reinforced concrete is verified. Based on the characteristic parameters of acoustic emission, the reinforcement mechanism and enhancement effect of the fiber are expounded. The results show that the statistical characteristics of acoustic emission parameters can be used to predict the fracture of basalt fiber reinforced concrete materials. In addition, new acoustic emission characteristic parameters are extracted. That is, the maximum information entropy. The maximum information entropy can be used to analyze the fracture precursors of materials. The new characteristic parameters have good analysis effect. In the process of concrete fracture, acoustic emission characteristic statistics (AFF) and RA value are used to analyze the internal cracks. 4) Acoustic emission signals in basalt fibers are analyzed. Propagation attenuation in concrete, Three same reinforced concrete cantilever beams were made, and the isometric acoustic emission signals were tested. The signals were analyzed by Fourier transform and parameter extraction. The attenuation law of acoustic wave is summarized. The results show that the amplitude of acoustic emission signal propagates with distance into a quadratic function attenuation trend, the attenuation trend of energy and wave velocity exponential function of acoustic emission, the frequency attenuation of acoustic emission, The frequency distribution between the first and second order frequencies of the structure increases rapidly, and the frequency distribution ratio of each frequency band decreases greatly with the propagation of the acoustic signal.
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TU528.572

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 劉懷喜,張恒,閆耀辰;聲發(fā)射技術(shù)在復(fù)合材料中的應(yīng)用及研究進(jìn)展[J];纖維復(fù)合材料;2002年04期

2 宮李海;陽(yáng)能軍;;聲發(fā)射技術(shù)在工程應(yīng)用中的若干問(wèn)題及對(duì)策[J];中國(guó)西部科技;2009年10期

3 王永兵;;聲發(fā)射技術(shù)的研究進(jìn)展[J];石油和化工設(shè)備;2009年07期

4 ;一機(jī)部系統(tǒng)將在近期組織聲發(fā)射技術(shù)座談[J];機(jī)械強(qiáng)度;1975年02期

5 合肥通用機(jī)械研究所聲發(fā)射課題組;;聲發(fā)射技術(shù)的應(yīng)用[J];機(jī)械強(qiáng)度;1978年05期

6 張大倫;國(guó)外聲發(fā)射技術(shù)的研究簡(jiǎn)況[J];地質(zhì)科技情報(bào);1983年02期

7 袁振明;;日本聲發(fā)射技術(shù)的發(fā)展[J];試驗(yàn)機(jī)與材料試驗(yàn);1985年02期

8 何澤云;關(guān)衛(wèi)和;;第七屆國(guó)際聲發(fā)射會(huì)議[J];壓力容器;1985年02期

9 關(guān)開程;聲發(fā)射技術(shù)研究近況[J];大慶石油學(xué)院學(xué)報(bào);1989年04期

10 秦四清;聲發(fā)射技術(shù)在國(guó)外邊坡工程監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用[J];露天采礦;1990年04期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 姚兵印;丁偉;;聲發(fā)射技術(shù)及其發(fā)展[A];無(wú)損檢測(cè)專業(yè)委員會(huì)第七屆年會(huì)論文集[C];2000年

2 盧永;楊軍;田韜;;探測(cè)地震電磁聲發(fā)射的可能性[A];中國(guó)地震學(xué)會(huì)成立三十年學(xué)術(shù)研討會(huì)論文摘要集[C];2009年

3 李光海;劉正義;;基于聲發(fā)射技術(shù)的金屬高頻疲勞監(jiān)測(cè)[A];2006年第二屆七省區(qū)市機(jī)械工程學(xué)會(huì)科技論壇暨學(xué)會(huì)改革與發(fā)展研討會(huì)論文集[C];2006年

4 陳中劍;楊慶新;焦陽(yáng);顏威利;;電磁聲發(fā)射技術(shù)研究[A];電工理論與新技術(shù)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2005年

5 李光海;劉正義;;基于聲發(fā)射技術(shù)的金屬高頻疲勞監(jiān)測(cè)[A];北京機(jī)械工程學(xué)會(huì)2006年優(yōu)秀論文集[C];2006年

6 趙勇;;聲發(fā)射技術(shù)及其在鍋爐“四管”檢測(cè)中的應(yīng)用[A];增強(qiáng)自主創(chuàng)新能力 促進(jìn)吉林經(jīng)濟(jì)發(fā)展——啟明杯·吉林省第四屆科學(xué)技術(shù)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（上冊(cè)）[C];2006年

7 李典文;;巖石工程中的聲發(fā)射技術(shù)研究與應(yīng)用現(xiàn)狀[A];巖石力學(xué)測(cè)試技術(shù)及高邊坡穩(wěn)定性——第二次湖北省暨武漢巖石力學(xué)與工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];1990年

8 張忠政;鞏建鳴;梁華;蔡文生;崔強(qiáng);邵峰;;聲發(fā)射技術(shù)在焦炭塔檢測(cè)中的應(yīng)用[A];中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)'2009論文摘要集[C];2009年

9 徐秉漢;岳亞霖;;聲頻技術(shù)在壓力運(yùn)載裝備建造和安全運(yùn)行中的應(yīng)用[A];安全與可靠性——2006流體機(jī)械與壓力容器技術(shù)論壇論文集[C];2006年

10 李順堂;崔維國(guó);蔡憲法;;應(yīng)用聲發(fā)射技術(shù)對(duì)在役壓力容器的檢測(cè)方法[A];2002年晉冀魯豫鄂蒙川滬云貴甘十一省市區(qū)機(jī)械工程學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（河南分冊(cè)）[C];2002年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前6條

1 姚耀富;聲發(fā)射技術(shù)為“亞健康”設(shè)備聽診[N];中國(guó)化工報(bào);2009年

2 賀慧宇;聲發(fā)射監(jiān)測(cè)把脈橋梁安全[N];中國(guó)建設(shè)報(bào);2008年

3 楊雄飛;應(yīng)用聲發(fā)射技術(shù)檢測(cè)鋼軌中裂紋擴(kuò)展[N];世界金屬導(dǎo)報(bào);2014年

4 陳汝雄 張清華;用聲發(fā)射技術(shù)檢測(cè)容器[N];中國(guó)石化報(bào);2003年

5 ;用聲發(fā)射技術(shù)檢測(cè)容器[N];今日信息報(bào);2003年

6 胡忠民邋李勇;引進(jìn)聲發(fā)射技術(shù)檢測(cè)罐車壓力容器[N];金華日?qǐng)?bào);2007年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 梁藝軍;光纖聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2005年

2 于金濤;直升機(jī)復(fù)合材料試件聲發(fā)射信號(hào)處理算法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2012年

3 趙靜榮;聲發(fā)射信號(hào)處理系統(tǒng)與源識(shí)別方法的研究[D];吉林大學(xué);2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 楊輝;管道結(jié)構(gòu)腐蝕損傷聲發(fā)射監(jiān)測(cè)技術(shù)研究[D];大連理工大學(xué);2015年

2 朱力艷;基于聲發(fā)射數(shù)據(jù)的脆性材料損傷表征研究[D];東北大學(xué);2014年

3 魏嘉磊;巖石破裂過(guò)程紅外與聲發(fā)射聯(lián)合監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)研究[D];東北大學(xué);2014年

4 樂小波;動(dòng)態(tài)測(cè)試中基于聲發(fā)射技術(shù)的磁頭碰撞監(jiān)測(cè)研究[D];上海交通大學(xué);2012年

5 林其安;鋼制球罐e笊⑸浼觳餳際躚芯考笆Ｓ嗍倜げ鈁D];青島科技大學(xué);2015年

6 錢新元;罐底腐蝕聲發(fā)射傳播仿真研究[D];沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué);2016年

7 李國(guó)瑞;海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)損傷聲發(fā)射定位方法研究[D];中國(guó)石油大學(xué)(華東);2014年

8 欒浩杰;基于聲發(fā)射的全波形逆時(shí)反演模型的混凝土健康狀態(tài)研究[D];青島科技大學(xué);2016年

9 常智勝;基于聲發(fā)射技術(shù)的增韌陶瓷損傷研究[D];北京理工大學(xué);2016年

10 王宇;基于聲發(fā)射技術(shù)對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土梁損傷判定[D];江蘇大學(xué);2016年

，

本文編號(hào)：1550759