【摘要】：目前,混凝土結(jié)構(gòu)應力超聲尾波測試的研究對象已經(jīng)從標準的立方體或棱柱體試塊逐漸擴展到米級的試件,其應力場也從均勻拉壓簡單應力場擴展到更接近工程應用的應力場。本文對國家自然科學基金項目(批準號:51478072)的“時域信號與三點彎曲應力場變化關系試驗測試”內(nèi)容進行研究,以鋼筋混凝土 T梁為研究對象,參考國內(nèi)外混凝土應力的超聲尾波測試研究成果,結(jié)合課題組前期完成的混凝土梁應力場尾波干涉試驗,提出以一階信號參數(shù)表征混凝土梁應力場的研究思路,在建立特定應力場增量的尾波時域測量模型基礎上,設計并實施了混凝土梁三點彎曲應力場的超聲尾波測試研究方案,采集了 22個荷載等級的試驗數(shù)據(jù),在對數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析的基礎上,以0級荷載為原點,將超聲尾波作為以荷載等級為自變量的函數(shù)向量進行泰勒展開,分析各階(一階至五階)信號的能量比例,在此基礎上去除高階信號的影響,提取出一階信號,建立了一階信號參數(shù)與荷載等級的線性關系曲線。主要研究內(nèi)容如下:(1)基于文獻調(diào)研成果,提出本文的研究路線。重點調(diào)研超聲尾波在混凝土結(jié)構(gòu)應力測試方面的研究成果,整理、歸納和分析國內(nèi)外相關研究的原理、方法、試驗方案和結(jié)果,基于課題組前期完成的混凝土梁應力場尾波干涉和幅值分析結(jié)果,提出采用一階信號參數(shù)來表征混凝土梁三點彎曲應力場的技術(shù)路線,初步明確了本次試驗研究的三點彎曲試驗方案、超聲儀器的參數(shù)指標和三點彎曲加載的荷載等級。(2)建立基于泰勒展開的應力增量場系數(shù)超聲尾波時域測量模型。以特定(三點彎曲)應力場的荷載作用為自變量,將各荷載等級下的超聲尾波作為函數(shù)向量,在0級荷載處進行泰勒展開,根據(jù)各階信號的相對能量大小確定展開階次,在此基礎上,提出以一階信號(在特定應力場引起的信號向量一階變化方向上的投影值)參數(shù)來表征荷載等級的測量模型。(3)T梁三點彎曲應力場超聲尾波時域測量模型參數(shù)的試驗研究。設計并實施了鋼筋混凝土 T梁三點彎曲應力場的超聲尾波測試方案,采集了 22個荷載等級的超聲尾波測試數(shù)據(jù),通過課題組事先編制好的MATLAB運算程序,提取出各荷載等級下原始超聲尾波中的一階信號(線性部分),得到了一階信號參數(shù)與荷載等級的線性關系曲線,通過對多次試驗的關系曲線進行對比分析,研究了溫度對關系曲線的影響。
【圖文】：

２．１．１－１構(gòu)成尾波的多重散射波示意圖（引自Ｃ．邋Ｐａｃｈｅｃｏ等，２００８）逡逑圖中星號Ａ表示發(fā)射端，三角號Ｂ表示接收端逡逑是非均勻的各向異性的多相復合材料，其內(nèi)部具有發(fā)達的孔泛，這非常有利于尾波的形成。傳統(tǒng)聲學技術(shù)在處理混凝土的面存在難以克服的障礙，而尾波是由于彈性波在散射體隨

．１．２尾波干涉技術(shù)，是指利用有限數(shù)量的接收器記錄的多重散射波來推斷介質(zhì)內(nèi)逡逑隨時間的變化規(guī)律。這種技術(shù)既可以用于監(jiān)測介質(zhì)隨時間的變化趨勢，又可以對逡逑質(zhì)中微弱變化程度予以量化。所謂尾波干涉，是以隨機非均勻分布的散射體作為逡逑涉儀，利用多重散射波來監(jiān)測介質(zhì)隨時間的變化。對于點散射體位置的準隨機擾逡逑，波源位置或波速的變化，都可以通過尾波的時移互相關系數(shù)來表示。如圖２．１．２－逡逑所示，當對散射體位置進行擾動時，通常，擾動也會引起介質(zhì)的其他變化，如波逡逑源位置的改變。將擾動前的信號稱之為“未擾動信號”（Ｕ叩ｅｒｔｕｒｂｅｄＳｉｇｎａｌ），擾逡逑之后的信號稱作“擾動信號”（ＰｅｒｔｕｒｂｅｄＳｉｇｎａｌ）。在早期Ｕ＜０．０４ｓ），，圖中的波逡逑沒有發(fā)生散射，表現(xiàn)為這些波的路徑長度對散射體的小擾動行為（遠小于主波波逡逑）不敏感，導致擾動信號與未擾動信號波形很相似。然而，隨著時間的推移，多逡逑散射波對散射體擾動后的響應將會越來越敏感，因為隨著時間的增加，波在散射逡逑之間的反射活動會變得越來越劇烈，因此，擾動信號與未擾動信號之間的相關性逡逑隨著時間而降低。介質(zhì)中的擾動情況可以通過擾動前后記錄的尾波之間的互相逡逑性予以量化。逡逑
【學位授予單位】：重慶交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U441

【參考文獻】

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本文編號：2604832