[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

本發明公開了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，包括：通過對混凝土構件施加荷載，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；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參數變化特點，確定微觀結構變化與聲發射參數的聯系；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階段參數累積量占比的變化；分析不同因素對混凝土構件損傷發展的影響方式和程度。本發明采用聲發射參數階段累積量占比方法分析混凝土結構損傷，弱化了混凝土材料的復雜性對損傷過程分析造成的影響，為混凝土構件的損傷分析提供了一種新的途徑。

技術領域

本發明屬于聲發射監測技術領域，特別涉及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。

背景技術

聲發射(AE)是材料內部由于局部應變能的快速釋放而產生的瞬時彈性波，能夠整體檢測和評價整個結構的缺陷狀態并提供缺陷隨載荷等外變量而變化的實時信息。材料的聲發射性能即是材料所受力學過程的結果，又是材料內部結構變化的外部表現，同時受多種因素的影響，就混凝土材料而言，配合比、水灰比、水泥種類、骨料大小與品種、施工條件等等條件的不同，都會對聲發射造成很大的影響,而傳統的聲發射參數累計值分析并不能很好地對每個受力階段聲發射參數變化做到精確分析，因此需要采用更精確的手段，規避這種多元化的影響，找到各因素對材料聲發射特性的影響方式，建立聲發射參數與其反應的內部微觀結構之間的聯系。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供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，利用聲發射特征參數量化評估混凝土構件內部損傷，其計算參數物理意義明確，避免了混凝土內部復雜性帶來的影響，也避免了因能量吸收、轉化、釋放帶來的絕對量上的差異，便于測量，可操作性強，為混凝土構件的損傷分析提供了一種新的途徑。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

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計算公式為：

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)為整個破壞過程中這個參數的累積值；

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，可有效分析不同因素對混凝土構件損傷發展的影響方式和程度。

進一步，所述破壞過程以宏觀表現為基礎，以應力水平為依據進行階段劃分。

進一步，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。

進一步，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。