大壩振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)的損傷檢測(cè)方法研究.pdf

1、一大批在建和擬建的高混凝土拱壩，都坐落在我國(guó)的云貴川和西藏等地區(qū)，但是我國(guó)的大部分高烈度地震都發(fā)生在這些地區(qū)。如果這些位于大江大河中上游的高拱壩發(fā)生事故，就必將會(huì)對(duì)下游地區(qū)產(chǎn)生難以估量的災(zāi)難和損失，因此高混凝土壩在強(qiáng)震作用下健康檢測(cè)和損傷發(fā)展分析成為我國(guó)水利工程建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。目前研究比較廣泛的高拱壩模型動(dòng)力破壞實(shí)驗(yàn)是研究高拱壩在地震作用下的破壞機(jī)理和抗震安全性極其重要的研究方法之一。
　　壓電陶瓷由于具有響應(yīng)快、線性相關(guān)性好

2、、價(jià)格低廉、頻響范圍寬及良好的正逆壓電效應(yīng)等優(yōu)良特點(diǎn)，使其具有良好的驅(qū)動(dòng)、傳感功能，特別是壓電陶瓷良好的埋入性能令其尤其適合混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部損傷的探測(cè)。正是因?yàn)檫@些特點(diǎn)，壓電陶瓷傳感器被廣泛用于土木結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域的健康檢測(cè)研究。雖然在高拱壩動(dòng)力模型實(shí)驗(yàn)中，曾有利用基于壓電陶瓷傳感器的阻抗法檢測(cè)模型的損傷，但是在利用基于壓電陶瓷的應(yīng)力檢測(cè)和波動(dòng)法健康檢測(cè)方面還是空白。本文通過(guò)一系列試驗(yàn)，對(duì)高拱壩仿真混凝土模型利用壓電陶瓷傳感器進(jìn)行應(yīng)力和損傷檢

3、測(cè)，簡(jiǎn)要做出以下工作:
　　把若干個(gè)壓電陶瓷傳感器澆筑到兩個(gè)仿真混凝土梁內(nèi)部?jī)啥说奶囟ㄎ恢蒙?，每根仿真混凝土梁模擬損傷的方式不同，一根采用人工切縫方式模擬宏觀損傷，另一根采用三點(diǎn)彎的方法來(lái)模擬微觀損傷。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，位于混凝土梁內(nèi)部一端的壓電傳感器激發(fā)特定應(yīng)力波，同時(shí)另一端的壓電傳感器接收應(yīng)力波，采用壓電波動(dòng)法對(duì)混凝土梁進(jìn)行掃描。把接收到的結(jié)構(gòu)損傷數(shù)據(jù)在時(shí)域、頻域內(nèi)進(jìn)行分析，同時(shí)對(duì)于這些數(shù)據(jù)也利用小波包的方法進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明利

4、用壓電波動(dòng)法不僅可以檢測(cè)出仿真混凝土結(jié)構(gòu)的宏觀和微觀損傷，同時(shí)還可以有效的反映結(jié)構(gòu)的損傷狀態(tài)。
　　利用電液伺服試驗(yàn)機(jī)對(duì)壓電陶瓷傳感器進(jìn)行動(dòng)應(yīng)力標(biāo)定實(shí)驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行線性擬合，計(jì)算出壓電陶瓷傳感器對(duì)動(dòng)應(yīng)力的靈敏度。研究發(fā)現(xiàn)，試驗(yàn)機(jī)加載曲線和壓電陶瓷傳感器輸出曲線的線性相關(guān)度非常高，不同應(yīng)變率下的靈敏度系數(shù)非常穩(wěn)定，可以用于大壩模型的動(dòng)應(yīng)力檢測(cè)。
　　最后把壓電傳感器布置在高拱壩仿真混凝土模型拱頂內(nèi)部的特定位置上，同時(shí)在大壩