[發明專利]一種基于聲發射參數階段累積量占比的混凝土損傷分析方法

在審

• 申請號: 201910998840.4
• 申請日: 2019-10-21
• 公開（公告）號: CN110702517A
• 公開（公告）日: 2020-01-17
• 發明（設計）人: 門進杰;魏蓉蓉;郭琳穎;蘭濤;周琦
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N29/14
• 代理公司: 61215 西安智大知識產權代理事務所
• 代理人: 段俊濤

1.一種基于聲發射參數階段累積量占比的混凝土損傷分析方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1，通過對混凝土構件施加荷載直至其完全碎裂，得到聲發射參數及構件應力水平發展過程，根據不同的應力水平對整個加載過程進行階段劃分；

步驟2，結合混凝土構件破壞過程中結構內部損傷發展特征和聲發射聲參數變化特點，建立不同受力階段微觀結構變化與聲發射參數的聯系；

步驟3，計算各階段參數累積量占比對比構件在同一受力階段參數累計量占比和不同受力階段參數累積量占比的變化，式中，為應力水平在L_i-L_j的階段內，聲發射某個參數X累積量占比；為應力水平在L_i-L_j的階段內，產生的所有聲發射事件中該參數的累積值；S_X(max)為整個破壞過程中該參數的累積值；

步驟4，結合構件損傷的發展特點和聲發射參數階段累積量占比的變化特征，分析不同因素對混凝土構件損傷發展的影響方式和程度。

2.根據權利要求1所述基于聲發射參數階段累積量占比的混凝土損傷分析方法，其特征在于，所述混凝土構件的破壞過程以宏觀表現為基礎，以應力水平為依據劃分為5個階段：(1)加載初期，初始損傷階段：構件處于彈性工作階段，此階段主要發生骨料的彈性變形及內部缺陷的壓實，聲發射信號開始增多；(2)加載前期，產生界面裂紋階段：此階段主要發生的破壞為水泥漿體與骨料界面產生微裂紋，同時伴有水泥凝膠體的緩慢粘性流動變形，混凝土構件宏觀變形性能無明顯變化，聲發射信號逐漸增多；(3)加載中期，裂紋擴散階段：此階段原有的粗骨料界面裂縫逐漸延伸擴展，其他骨料界面也出現新的粘結裂縫，骨架內部缺陷、硬化孔洞作用使裂紋延伸擴展路徑變長，混凝土構件變形增長變大，聲發射活動呈指數增加；(4)加載后期，裂紋貫通階段：峰值應力過后，進入下降階段，此階段混凝土構件裂縫迅速發展，構件表面剝落嚴重，賴以傳遞荷載的傳力路徑不斷減少，聲發射信號減少；(5)加載末期，最終破壞階段：隨著加載進行，混凝土內部結構整體受到越來越嚴重的破壞，構件基本完全碎裂，喪失承載力，聲發射減少至零。

3.根據權利要求1所述基于聲發射參數階段累積量占比的混凝土損傷分析方法，其特征在于，所述應力水平通過下式得到：

式中，σ_t為t時刻的應力瞬時值，σ₀為峰值應力，L為應力水平。

4.根據權利要求1所述基于聲發射參數階段累積量占比的混凝土損傷分析方法，其特征在于，所述破壞過程中參數X的累積值S_X(max)通過下式得到：

式中，為L_i-L_i+1階段內聲發射參數的累積值；n為所劃分應力水平階段的個數。

5.根據權利要求1所述基于聲發射參數階段累積量占比的混凝土損傷分析方法，其特征在于，所述聲發射參數X包括聲發射事件數、振鈴計數及能量。

6.根據權利要求1所述基于聲發射參數階段累積量占比的混凝土損傷分析方法，其特征在于，所述階段累積量占比是一個相對量，通過同類趨勢比較的方法達到對內部變化反推的目的。

7.根據權利要求1所述基于聲發射參數階段累積量占比的混凝土損傷分析方法，其特征在于，對于不同構件的同一階段，階段累積量占比體現了在該階段構件間不同因素對構件破壞過程的影響程度，處于同一階段的不同構件其階段累積量占比差值越大表明此階段構件的破壞機理及聲發射表現受該因素的影響程度越大。

8.根據權利要求1所述基于聲發射參數階段累積量占比的混凝土損傷分析方法，其特征在于，對于同一構件的不同階段，階段累積量占比的大小體現了構件在各階段發生的損傷在全破壞過程中發揮的作用，階段累積量占比的數值越大表明此階段損傷作用影響越大，聲發射的活度和強度也就越高。