混凝土簡單應(yīng)力場的超聲測試技術(shù)研究.pdf

1、目前，混凝土應(yīng)力的超聲尾波測試技術(shù)受到了國內(nèi)外研究人員越來越多的關(guān)注，研究對象從最初的單向受拉試塊逐漸擴展到受壓試塊和簡單受力構(gòu)件，其基本研究內(nèi)容是建立尾波參數(shù)指標(biāo)與特定混凝土應(yīng)力場的對應(yīng)關(guān)系。本文以鋼筋混凝土工字梁為研究對象，對國家自然科學(xué)基金項目（批準(zhǔn)號:51478072）的“時域信號與三點彎曲應(yīng)力場變化關(guān)系試驗測試”內(nèi)容進行研究，提出了采用一階信號參數(shù)表征應(yīng)力變化的試驗技術(shù)路線，設(shè)計并實施了鋼筋混凝土工字梁三點彎曲應(yīng)力場的超聲尾波

2、測試研究方案，在22個荷載等級下，對每一荷載等級各進行8組重復(fù)試驗，在檢驗測試數(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)與各荷載等級的近似線性關(guān)系，分析了線性關(guān)系系數(shù)（斜率）的變異系數(shù)。主要研究工作如下:
　　(1)針對混凝土應(yīng)力場的超聲尾波測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，提出采用測試數(shù)據(jù)一階信號參數(shù)表征應(yīng)力變化的技術(shù)路線，初步確定試驗的測點布設(shè)、儀器參數(shù)設(shè)置和加載制式。
　　(2)基于泰勒展開原理，編制了有限差分格式的MATLAB數(shù)據(jù)處理程序。以三點彎曲荷載等級為自變量推導(dǎo)的泰勒展開公式為基礎(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）信號的能量比例，在檢驗展開階次的合理性后，去除了高階成分的影響，提取出尾波幅值一階變化系數(shù)，進而建立

4、其與應(yīng)力的線性關(guān)系曲線。
　　(3)工字梁三點彎曲應(yīng)力場超聲尾波時域測量模型參數(shù)的試驗研究。首先，進行混凝土梁自重應(yīng)力場尾波測試，從信噪比角度分析了試驗數(shù)據(jù)的重復(fù)性，從能量幅值的角度檢驗了結(jié)果的穩(wěn)定性。在此基礎(chǔ)上，重點設(shè)計并實施工字梁三點彎曲應(yīng)力場尾波測試試驗，采集22個荷載等級的數(shù)據(jù)，利用前述算法程序，提取了時域中各狀態(tài)波形的一階變化系數(shù)，在測試范圍內(nèi)，得到了工字梁一階變化系數(shù)與荷載等級的線性關(guān)系。計算各次試驗線性關(guān)系系數(shù)（斜率