钢纤维煤矸石混凝土受压损伤声发射特性试验研究

采用声发射技术,通过钢纤维掺量为0,0.5％,1％,1.5％的煤矸石混凝土单轴抗压试验,研究了钢纤维煤矸石混凝土受压损伤破坏与声发射特性参数之间的关系.依据声发射振铃计数,反演钢纤维煤矸石混凝土受压损伤全过程;根据钢纤维煤矸石混凝土受压释放的声发射能量定义损伤变量,建立损伤演化模型.研究表明:声发射特性参数与钢纤维煤矸石混凝土内部裂纹的形成、拓展和贯通有着密切的联系;依据钢纤维煤矸石混凝土受压声发射振铃计数,其破坏过程可近似概括为损伤累计,微裂缝发展,宏观裂缝发展3个阶段;依据声发射能量定义的损伤变量,建立的损伤演化模型,与试验数据符合较好,实现了用声发射特性参数,定量分析不同掺量钢纤维煤矸石混凝土的损伤.     

基于声发射技术的早龄期扰动对混凝土力学性能影响分析

为研究早龄期扰动对混凝土力学性能的影响并明确其影响机理,采用室内扰动的方法在混凝土凝结初期和凝结中期提供扰动并进行强度试验和声发射试验,从微观角度分析早龄期扰动对混凝土力学性能的影响。结果表明,早龄期扰动对混凝土力学性能影响较大,凝结初期受扰动混凝土抗压强度增大,凝结中期受扰动混凝土抗压强度减小,同时不同扰动参数变化对试件抗压强度影响不同。根据不同声发射参数分析,发现早龄期扰动后试件初始微裂纹数量越少,损伤越小,试件破坏时累积能量越大,产生剪切裂缝事件点所占比率越小。最后,从初始微裂纹角度解释了早龄期扰动对混凝土力学性能的损伤机理。     

SAP内养护混凝土断裂过程声发射特性

基于三点弯曲试验,研究了高吸水性树脂(SAP)混凝土缺口梁在不同加载速率下的损伤特性。采用声发射(AE)技术监测断裂损伤过程,通过荷载-裂缝张开口位移(P-CMOD)曲线计算峰值能量和累积能量的变化,采用RA-AF关联分析法对缺口梁损伤时释放的AE信号进行了损伤模式分析。试验结果表明：随着加载速率的增加,SAP混凝土强度增加,拉伸型裂缝的比例显著降低;而随着SAP含量的提升,相同加载速率下SAP混凝土的强度降低,拉伸型裂缝的比例呈先增加后降低的趋势,适当的SAP可以增加拉伸型裂缝的比例。研究结果可为SAP混凝土在工程中的实际应用提供参考。     

环氧树脂拉伸损伤过程的声发射特性研究

研究了环氧树脂拉伸损伤过程中的声发射特性,进行了直接拉伸断裂、分级加载拉伸断裂和重复加载拉伸断裂3种加载方式的试验,并探讨了声发射特性与增韧剂种类及含量的关系。     

基于声发射的三点弯曲混凝土梁损伤演化表征

基于声发射多角度分析了三点弯曲作用下混凝土梁损伤演化特征.通过声发射事件计数、振铃计数、能率和幅频极值等多参数分析,定性研究了混凝土梁三点弯曲作用下损伤累积过程;提出基于声发射幅频极值的损伤量,对损伤过程进行了定量分析;结合声发射事件定位点和损伤量,对混凝土梁受载过程中损伤累积过程进行了量化表征.结果 表明,损伤主要发生在塑性阶段,在受拉区产生、聚集,快速向受压区发展,形成损伤带,导致试件脆性断裂.研究为混凝土梁灾变破坏预警和工程设计提供基础性的参考.     

HTPB复合固体推进剂材料声发射的特性

阐述了声发射原理及应用,指出ＡＥ技术适应于研究ＨＴＰＢ复合固体推进剂动态损伤过程。在声发射实验结果分析的基础上,得出了ＨＴＰＢ 合固体推进剂材料声发射特性。     

不同改性剂对矿渣-粉煤灰胶凝材料凝结硬化特性影响试验研究

以矿渣-粉煤灰为基体制备了性能优异的地质聚合物胶凝材料,为了探究不同改性剂对胶凝材料的凝结硬化特性的影响,本文选取了普通硅酸盐水泥中常用的六类外加剂作为研究对象,设计了相关实验,结果表明:三聚磷酸钠、柠檬酸三钠改性剂对胶凝体系具有促凝作用,敌锈钠、亚硫酸钠改性剂具有缓凝作用,而其他种类的改性剂效果不佳;对比不同掺量的三聚磷酸钠和柠檬酸三钠改性剂的促凝效果,发现掺量对凝结时间具有显著影响,两种改性剂的最佳掺量分别为1.0％左右和0.8％ ～ 1.0％.     

基于声发射损伤监测技术的高温后混凝土受压本构关系研究

通过MTS电液伺服材料测试设备对高温后混凝土进行抗压试验,同时采用配套的声发射监测设备对其进行全程监测,探究了应力-应变曲线与声发射累积振铃计数率曲线的联系,研究了高温后混凝土抗压强度残余率与温度之间的关系.将声发射累积振铃计数率与高温后混凝土应变之间的关系进行拟合,从而通过声发射累积振铃计数率表征混凝土荷载作用下的损伤,根据弹性应变方法得出了常温下混凝土的本构关系.基于常温下混凝土的本构关系,并考虑到高温作用后混凝土强度衰减情况,建立并验证高温后混凝土本构关系.研究发现:随着温度的升高,高温后混凝土抗压强度逐渐减小,且PPC试件抗压强度残余率大于JZ试件抗压强度残余率,说明纤维的掺人可以有效地缓解混凝土高温损伤;所建立的本构关系得出的理论曲线与试验曲线吻合度较高,能较好地表达出高温后混凝土力学性能.     

尾矿砂改性混凝土的强度与声发射损伤特征研究

为了研究尾矿砂改性混凝土的受压损伤特征,对4组不同磷矿尾矿砂取代率的混凝土进行了单轴压缩-声发射监测试验。根据混凝土受压损伤时所释放的声发射(AE)信号,定量探讨了材料的损伤程度,并以AE指标为基础分析了混凝土损伤演化特征。结果表明:混凝土的应力-应变曲线可分为弹性变形、塑性变形、断裂破坏和残余变形4个阶段;随着尾矿砂含量增加,混凝土的抗压强度先增加后保持稳定,尾矿砂取代率为30%(质量分数)的改性混凝土峰值抗压强度最大;由AE信号提出了损伤因子,损伤因子-应变曲线表明普通混凝土的结构损伤主要在塑性变形阶段,而尾矿砂改性混凝土的结构损伤集中在塑性变形和断裂破坏阶段;一定比例的磷矿尾矿砂有助于提高水泥砂浆的密实度,从而增强抗压强度和变形性能。这为尾矿砂改性混凝土的研究提供了重要参考。     

PE纤维胶丝束拉伸损伤过程的声发射特性研究

研究了聚乙烯(PE)纤维胶丝束拉伸损伤过程中的声发射(AE)特性,确定了PE纤维胶丝束拉伸损伤过程中不同损伤阶段的AE特性,得到了不同损伤类型的AE参数特征。研究发现,判定PE纤维胶丝束失效的依据是出现幅度大于90 dB、持续时间大于1042μs的AE信号。     

轴压与偏压状态下混凝土损伤全过程声发射特征参数分析

声发射技术可以评估混凝土的损伤演化过程。为合理描述混凝土的受压损伤演化过程,开展了轴压和偏压状态下混凝土损伤全过程的声发射试验,分析了轴压和偏压状态下混凝土损伤全过程声发射特征参数的演化规律,进而合理遴选了描述混凝土损伤演化过程的声发射特征参数,揭示了混凝土应力-应变曲线特征点与声发射特征参数特征点之间的对应关系。分析表明:振铃计数、持续时间、幅值、信号强度和平均频率可以较好地表征轴压与偏压状态下混凝土损伤的演化规律;混凝土试件受压破坏过程中声发射特征参数特征点与应力-应变曲线特征点之间具有高度的相关性,其中声发射特征参数特征点中的第一个分界点对应于应力-应变曲线弹性阶段的起点,第二个分界点对应于应力-应变曲线的峰值应力点,信号强度的最大突变点对应于应力-应变曲线的开裂点。     

碱-偏高岭石-矿渣系胶凝材料的凝结硬化性能研究

研究了不同粒化高炉矿渣掺量对"碱-偏高岭石-矿渣"体系在室温下凝结硬化性能的影响和对反应物的NH4+交换容量的影响.结果表明:在温度(20±1)℃并保湿养护条件下,随矿渣掺量的增加,碱-偏高岭石-矿渣系胶凝材料的凝结时间缩短,抗压强度提高,反应物中结构类似沸石的产物含量下降.     

实时高温下钢纤维混凝土的力学特性及其声发射响应

对普通混凝土、钢纤维混凝土进行高温下的单轴压缩试验,采用声发射技术对混凝土在高温下的实时损伤进行全程监测.研究结果表明,相比于同温度段普通混凝土,在力学性能方面,20～600℃四个温度段钢纤维混凝土的抗压强度分别提高了12.07％、4.15％、11.25％、3.24％,残余强度分别提高了2.67 MPa、3.51 MP...     

早龄期混凝土受扰性能研究进展

概述了近年来国内外有关混凝土早龄期受扰动的试验和理论研究所取得的成果;对混凝土受扰问题的提出进行了回顾,并对其工程背景进行了总结;对扰动来源及模拟实验方法进行了归纳,并着重阐述了针对不同扰动源的实验方法的研究进展;综述了扰动阶段、扰动参数对混凝土性能的影响,并对扰动影响机理的分析进行了梳理;指出了目前在该领域还存在的问题,并对今后的研究方向提出了建议。     

碳纤维复合材料层合板面内压缩损伤及声发射特征分析

针对碳纤维复合材料层合板面内压缩损伤问题,基于声发射技术分析不同损伤阶段的声发射信号特征。根据加载过程中时间–载荷曲线以及试样破坏断面微观形貌,将损伤过程分为三个阶段:初始损伤阶段主要产生少量基体开裂与纤维–基体界面脱粘,裂纹迅速扩展阶段开始产生纤维剪断以及失稳变形,平稳损伤阶段主要产生失稳变形以及分层裂纹扩展。结合声发射信号的振幅、振铃计数研究损伤过程,并基于小波变换进行损伤信号的时频分析,发现不同损伤类型可通过声发射振幅及频率特征有效识别。     

利用粉煤灰烧制快凝快硬水泥及机理探讨

该研究是利用电厂粉煤灰代替配料中的矾土生产快凝、快硬水泥。为此，进行了一系列试验，并对试样进行了Ｘ－射线衍射分析，同时分别采用光学显微镜及扫描电镜对熟料的显微结构及水泥净浆试块进行了分析。发现该试样中熟料的主要矿物是Ｃ１１Ａ７·ＣａＦ２及Ｃ３Ｓ。制取的水泥试块强度较高，且具有快凝快硬的特点，为采用粉煤灰代替铝钒土生产快凝、快硬水泥，进而用于矿井锚喷支护提供了可能的应用前景。     

Crack Growth and Acoustic Emission in Ceramics During Thermal Shock

It is recognized that microcracks may contribute to failure of ceramics undergoing thermal shock, although there is little direct experimental evidence. The combination of acoustic emission (AE) and SEM observations provides such evidence. In this work AE data were analyzed after rapid quenching of samples in silicone oil. A thermal shock resistant material, alumina, and a material resistant to thermal damage, advanced zirconia refractory, have been examined. Cracks were detected by analysis of AE amplitudes and durations and their growth was monitored by systematic SEM observations as thermal shocks of increasing severity were applied. Three-point bending strengths were determined in air after quenching. For the first time SEM images are presented showing early stages of crack initiation for temperature differences less than Δ T_crit , i.e., where the fracture was not believed to occur. Further development of the cracks leads to abrupt strength reduction in alumina and controlled strength loss in zirconia, although AE data did not indicate any particular pattern of catastrophic crack propagation when substantial loss of strength occurred.