您的位置：山东大学 -> 科技期刊社 -> 《山东大学学报（工学版）》

山东大学学报 (工学版) ›› 2021, Vol. 51 ›› Issue (5): 84-90.doi: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2021.016

•   • 上一篇    下一篇

混凝土不同骨料粒径对声发射检测的影响

李军伟1(),徐飞1,2,*(),王兵3,高阳1   

  1. 1. 石家庄铁道大学河北省大型结构健康诊断与控制实验室, 河北 石家庄 050043
    2. 西南交通大学土木工程学院, 四川 成都 610031
    3. 燕山大学建筑工程与力学学院, 河北 秦皇岛 066004
  • 收稿日期:2021-01-11 出版日期:2021-10-20 发布日期:2021-09-29
  • 通讯作者: 徐飞 E-mail:294644911@qq.com;xufei@stdu.edu.cn
  • 作者简介:李军伟(1993—)，男，河北唐山人，博士研究生，主要研究方向为隧道工程结构健康监测与防灾. E-mail: 294644911@qq.com
  • 基金资助:
    中国科协青年人才托举工程(2018QNRC001);国家自然科学基金资助项目(51808359);河北省自然科学基金资助项目(E2019210356);中国博士后科学基金面上资助项目(2019M663553);石家庄铁道大学研究生创新资助项目(CXZZBS2021115);中国铁路总公司科技研究开发计划课题(K2018G013)

Influence of concrete aggregate particle size on acoustic emission detection

Junwei LI1(),Fei XU1,2,*(),Bing WANG3,Yang GAO1   

  1. 1. Key Laboratory of Large Structure Health Monitoring and Control, Shijiazhuang Tiedao University, Shijiazhuang 050043, Hebei, China
    2. School of Civil Engineering, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031, Sichuan, China
    3. School of Civil Engineering and Mechanics, Yanshan University, Qinhuangdao 066004, Hebei, China
  • Received:2021-01-11 Online:2021-10-20 Published:2021-09-29
  • Contact: Fei XU E-mail:294644911@qq.com;xufei@stdu.edu.cn

RichHTML

17

PDF (PC)

181

摘要：

利用声发射技术对不同骨料粒径的混凝土试件进行断铅试验。探究不同骨料粒径对声发射检测混凝土材料定位精度、声速标定、时间参数设定的影响和最优传感器布置方式的选取。结果表明: 骨料是影响声发射检测精度的主要因素之一, 骨料粒径每增大5 mm, 声速下降7.5%;骨料粒径每增大5 mm, 上升时间下降3.5%左右, 且最大上升时间不超过200 μs; 进行“多次多点”测试能合理的确定最优传感器布置方式并有效减小定位误差, 但不能消除误差。

关键词: 骨料粒径, 声发射, 断铅试验, 混凝土试件

Abstract:

The lead breaking test of concrete specimens with different aggregate sizes was carried out by using acoustic emission technology. The influences of different aggregate particle sizes on the positioning accuracy, sound velocity calibration and time parameter setting of acoustic emission detection concrete materials and the selection of the optimal sensor layout were investigated. The results showed that aggregate was one of the main factors affecting the accuracy of acoustic emission detection. When the aggregate particle size increased 5 mm, the sound velocity decreases by 7.5%. When the aggregate particle size increased 5 mm, the rise time decreased about 3.5%, and the maximum rise time is not more than 200 μs. Perform "multi-multi-point" tests could reasonably determine the optimal sensor arrangement and effectively reduce the positioning error, but it couldn't eliminate the error.

Key words: aggregate particle size, acoustic emission, broken lead test, concrete specimens

中图分类号: 

  • TU528.1

图1

线性声速测定试验图"

图2

时间参数设定示意图"

图3

五种待选传感器布置示意图"

图4

声波在混凝土中的传播示意图"

图5

不同骨料粒径声速对比图"

表1

各试件平均上升时间汇总表"

试件 上升时间/μs
粒径0~5 mm 粒径5~10 mm 粒径10~15 mm
1 194.67 189.67 181.00
2 199.33 188.67 184.67
3 195.33 187.00 179.67
4 196.00 190.33 184.67
5 196.33 187.67 184.33
平均值 196.33 188.66 182.86
标准差 1.60 1.23 2.11

图6

各种布置方式在各点误差平均值汇总图"

1 陈猛, 贾益铭, 陈耕野, 等. 轴压荷载下钢管钢筋混凝土损伤状态超声检测研究[J]. 工程力学, 2019, 36 (10): 172- 179.
CHEN Meng , JIA Yiming , CHEN Gengye , et al. Study on ultrasonic testing of reinforced concrete steel tubing under axial compressive loading[J]. Engineering Mech-anics, 2019, 36 (10): 172- 179.
2 许颖, 王青原, 罗聪聪, 等. 基于激光热激励红外热成像纤维增强聚合物复合材料加固混凝土结构界面损伤无损检测[J]. 复合材料学报, 2020, 37 (2): 472- 481.
XU Ying , WANG Qingyuan , LUO Congcong , et al. Nondestructive detection of interfacial damage of concrete structures reinforced by fiber reinforced polymer composites based on laser thermal excitation infrared thermal imaging[J]. Journal of Materials Processing Techno-logy, 2020, 37 (2): 472- 481.
3 李可心, 王钧, 戚大伟. 基于G-S-G的混凝土结构裂缝识别及监测方法[J]. 振动与冲击, 2020, 39 (11): 101- 108.
LI Kexin , WANG Jun , QI Dawei . Crack identification and monitoring method of concrete structure based on G-S-G[J]. Journal of Vibration and Shock, 2020, 39 (11): 101- 108.
4 向新岸, 冯远, 董石麟. 一种索穹顶结构初始预应力分布确定的新方法: 预载回弹法[J]. 工程力学, 2019, 36 (2): 45- 52.
XIANG Xin'an , FENG Yuan , DONG Shilin . A new method for determining the initial prestress distribution of cable dome structure: pre-load springback method[J]. Engineering Mechanics, 2019, 36 (2): 45- 52.
5 王睿, 孟尧尧, 任兆丹, 等. 基于声波-回弹联合法的岩石强度快速预测[J]. 铁道工程学报, 2018, 35 (10): 27- 31.
doi: 10.3969/j.issn.1006-2106.2018.10.006
WANG Rui , MENG Yaoyao , REN Zhaodan , et al. Rapid prediction of rock strength based on combined acoustic and springback method[J]. Journal of Railway Engineering, 2018, 35 (10): 27- 31.
doi: 10.3969/j.issn.1006-2106.2018.10.006
6 魏亚, 万成, 左勇志, 等. 红外热像法与超声回弹法检测受火混凝土损伤[J]. 建筑材料学报, 2018, 21 (1): 131- 137.
doi: 10.3969/j.issn.1007-9629.2018.01.021
WEI Ya , WAN Cheng , ZUO Yongzhi , et al. Detection of damage of fire concrete by infrared thermography and ultrasonic rebound method[J]. Journal of Building Materials, 2018, 21 (1): 131- 137.
doi: 10.3969/j.issn.1007-9629.2018.01.021
7 苗帅杰, 宋颖, 张文涛, 等. 混凝土损伤随机光纤激光声发射检测系统[J]. 仪器仪表学报, 2020, 41 (10): 237- 244.
MIAO Shuaijie , SONG Ying , ZHANG Wentao , et al. Random fiber laser acoustic emission detection system for concrete damage[J]. Chinese Journal of Scientific Instrument, 2020, 41 (10): 237- 244.
8 LING Tonghua , ZHANG Liang , HUANG Fu , et al. OMHT method for weak signal processing of geological radar and its application in the identification of micro-cracks in concrete[J]. Journal of Central South University, 2019, 26 (11): 3057- 3065.
doi: 10.1007/s11771-019-4236-y
9 王石磊, 高岩, 齐法琳, 等. 铁路运营隧道检测技术综述[J]. 交通运输工程学报, 2020, 20 (5): 41- 57.
WANG Shilei , GAO Yan , QI Falin , et al. Review of railway tunnel detection technology[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2020, 20 (5): 41- 57.
10 邵冬亮, 李术才, 李明田, 等. 单轴压缩条件下不同裂纹制作方式的裂纹破坏分析及其声发射特征研究[J]. 山东大学学报(工学版), 2011, 41 (3): 131- 136.
SHAO Dongliang , LI Shucai , LI Mingtian , et al. Crack failure analysis and acoustic emission characteristics of different crack fabrication methods under uniaxial compression[J]. Journal of Shandong University(Engineering Science), 2011, 41 (3): 131- 136.
11 刘明辉, 韩冰, 朵君泰. 界面缺陷对钢管混凝土受弯构件抗弯性能影响研究[J]. 土木工程学报, 2019, 52 (6): 55- 66.
LIU Minghui , HAN Bing , DUO Juntai . Study on the influence of interface defects on the flexural behavior of concrete filled steel tubular members[J]. Chinese Journal of Civil Engineering, 2019, 52 (6): 55- 66.
12 门进杰, 郭琳颖, 兰涛, 等. 钢筋混凝土板裂缝对声发射波传播特征影响[J]. 哈尔滨工业大学学报, 2020, 52 (8): 88- 95.
MEN Jinjie , GUO Linying , LAN Tao , et al. Effects of cracks on propagation characteristics of acoustic emission waves in reinforced concrete slabs[J]. Journal of Harbin Institute of Technology, 2020, 52 (8): 88- 95.
13 WEI Jinhua , WANG Haoji , LIN Bin , et al. Acoustic emission signal of fiber-reinforced composite grinding: frequency components and damage pattern recognition[J]. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2019, 103 (1/4): 1403- 1404.
doi: 10.1007/s00170-019-03645-x
14 GE Bang , YANG Tao , GAO Dianbin , et al. Advances of nondestructive testing of composite materials[J]. Journal of FRP/Composite Materials, 2009, (6): 67- 71.
15 IVETA Plková , MICHAL Matysík , ZDENEK Chobola . Monitoring of thermal damage evolution in concrete parts by acoustic NDT methods[J]. Key Engineering Materials, 2019, 808, 159- 164.
doi: 10.4028/www.scientific.net/KEM.808.159
16 杨明纬. 声发射检测[M]. 北京: 机械工业出版社, 2005: 18- 19.
YANG Mingwei . Acoustic emission detection[M]. Beijing: China Machine Press, 2005: 18- 19.
17 丁威, 冷发光, 韦庆东, 等. 《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55-2011)简介[J]. 混凝土世界, 2011, (12): 76- 79.
doi: 10.3969/j.issn.1674-7011.2011.12.016
DING Wei , LENG Faguang , WEI Qingdong , et al. Brief introduction of "Common Concrete Mix Proportion Design Specification"(JGJ55-2011)[J]. Concrete World, 2011, (12): 76- 79.
doi: 10.3969/j.issn.1674-7011.2011.12.016
18 王卫, 汪博浩, 赵运天, 等. 胶结颗粒料力学行为与声发射信号特征[J]. 清华大学学报(自然科学版), 2019, 59 (5): 337- 344.
WANG Wei , WANG Bohao , ZHAO Yuntian , et al. Mechanical behavior and acoustic emission signal characteristics of cemented granules[J]. Journal of Tsinghua University(Science and Technology), 2019, 59 (5): 337- 344.
[1] 宋怀雷,邬忠虎,李利平,娄义黎,孙文吉斌,刘镐,左宇军. 基于数字图像的微观尺度下方解石脉对页岩各向异性的影响[J]. 山东大学学报 (工学版), 2021, 51(5): 91-99.
[2] 邵冬亮1,李术才1,李明田1,2,张波1,张功实1. 单轴压缩条件下不同裂纹制作方式的裂纹破坏分析及其声发射特征研究[J]. 山东大学学报(工学版), 2011, 41(3): 131-136.
[3] 牛新生,叶华,王亮 . 多层包扎尿素合成塔无损评价方法研究[J]. 山东大学学报(工学版), 2007, 37(4): 0-0 .
[4] 宋明大,王威强,李梦丽,徐书根 . 多层包扎尿素合成塔无损评价方法[J]. 山东大学学报(工学版), 2007, 37(4): 50-54 .
Viewed
Full text


Abstract

Cited
  Shared   
  Discussed   
[1] 张永花,王安玲,刘福平 . 低频非均匀电磁波在导电界面的反射相角[J]. 山东大学学报(工学版), 2006, 36(2): 22 -25 .
[2] 孔祥臻,刘延俊,王勇,赵秀华 . 气动比例阀的死区补偿与仿真[J]. 山东大学学报(工学版), 2006, 36(1): 99 -102 .
[3] 余嘉元1 , 田金亭1 , 朱强忠2 . 计算智能在心理学中的应用[J]. 山东大学学报(工学版), 2009, 39(1): 1 -5 .
[4] 李梁，罗奇鸣，陈恩红. 对象级搜索中基于图的对象排序模型（英文）[J]. 山东大学学报(工学版), 2009, 39(1): 15 -21 .
[5] 陈瑞,李红伟,田靖. 磁极数对径向磁轴承承载力的影响[J]. 山东大学学报(工学版), 2018, 48(2): 81 -85 .
[6] 王波,王宁生 . 机电装配体拆卸序列的自动生成及组合优化[J]. 山东大学学报(工学版), 2006, 36(2): 52 -57 .
[7] 李可,刘常春,李同磊 . 一种改进的最大互信息医学图像配准算法[J]. 山东大学学报(工学版), 2006, 36(2): 107 -110 .
[8] 季涛,高旭,孙同景,薛永端,徐丙垠 . 铁路10 kV自闭/贯通线路故障行波特征分析[J]. 山东大学学报(工学版), 2006, 36(2): 111 -116 .
[9] 浦剑1 ,张军平1 ，黄华2 . 超分辨率算法研究综述[J]. 山东大学学报(工学版), 2009, 39(1): 27 -32 .
[10] 刘文亮,朱维红,陈涤,张泓泉. 基于雷达图像的运动目标形态检测及跟踪技术[J]. 山东大学学报(工学版), 2010, 40(3): 31 -36 .
版权所有 © 2018 《山东大学学报(工学版)》编辑部　
地址: 济南市山大南路27号（250100）　 电话: 0531-88366735　 E-mail: xbgxb@sdu.edu.cn
本系统由北京玛格泰克科技发展有限公司设计开发