吉林大学学报(工学版) ›› 2021, Vol. 51 ›› Issue (2): 620-630.doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20191191
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Jiang YU(),Zhi-hao ZHAO,Yong-jun QIN
摘要:
通过5根不同剪跨比和不同配箍率的钢筋混凝土梁受剪破坏试验,运用声发射检测技术和分形理论对混凝土梁细观和宏观损伤演化过程进行研究。根据梁受剪破坏过程中产生的声发射信号的能量和振铃计数等参数以及裂纹分形特征,定量分析了混凝土梁受剪损伤演化过程。试验结果表明:声发射振铃计数和能量随损伤程度呈三阶段变化,累计振铃计数和累计能量以及裂纹分形维数随荷载水平的增大而增大,增速随剪跨比的增大而增大,随配箍率的增大而减小,证明声发射参数可作为损伤程度的评价指标。通过建立累计声发射能量和荷载水平的相关关系,推导出了受剪梁损伤演化模型,并将损伤程度与梁表面裂纹分形维数建立相关关系,得到了混凝土梁受剪损伤评估方程,可为实际工程中受剪梁损伤评估提供参考。
中图分类号:
1 | Yang Y.Shear Behaviour of Reinforced Concrete Members without Shear Reinforcement:A New Look at an Old Problem[M].TU Delft, Delft University of Technology, 2014. |
2 | 余东. 钢筋混凝土变截面悬臂梁受剪及裂缝性能研究[D]. 长沙: 湖南大学土木工程学院, 2017. |
Yu Dong. The study on shear and cracking performence of reinforced concrete haunched cantilever beams[D]. Changsha: School of Civil Engineering, Hunan University, 2017. | |
3 | 张鹏. 配置HRB500箍筋混凝土梁斜裂缝试验研究[D]. 天津: 河北工业大学土木工程学院, 2015. |
Zhang Peng. Experimental research on diagonalcrack width of reinforced concretebeams with hrb500 stirrups[D]. Tianjin: School of Civil Engineering, Hebei University of Technology, 2015. | |
4 | 狄胜同, 贾超, 乔卫国, 等. 橡胶集料混凝土细观损伤特性的加载速率效应[J]. 吉林大学学报: 工学版, 2019, 49(6): 1900-1910. |
Di Sheng-tong, Jia Chao, Qiao Wei-guo, et al. Loading rate effect of meso-damage characteristics of crumb rubber concrete[J]. Journal of Jilin University (Engineering and Technology Edition), 2019, 49(6): 1900-1910. | |
5 | 梁宁慧, 缪庆旭, 刘新荣, 等. 聚丙烯纤维增强混凝土断裂韧度及软化本构曲线确定[J]. 吉林大学学报: 工学版, 2019, 49(4): 1144-1152. |
Liang Ning-hui, Miao Qing-xu, Liu Xin-rong, et al. Determination of fracture toughness and softening traction-separation law of polypropylene fiber reinforced concrete[J].Journal of Jilin University (Engineering and Technology Edition), 2019, 49(4): 1144-1152. | |
6 | 程永春, 张禹维, 焦峪波, 等. 基于导电膜的桥梁应变及裂缝监测试验[J]. 吉林大学学报: 工学版, 2016, 46(5): 1458-1463. |
Cheng Yong-chun, Zhang Yu-wei, Jiao Yu-bo, et al. Monitoring of strain and crack in bridge using conductive film[J]. Journal of Jilin University (Engineering and Technology Edition), 2016, 46(5): 1458-1463. | |
7 | 郭庆华, 郤保平, 李志伟, 等. 混凝土声发射信号频率特征与强度参数的相关性试验研究[J]. 中南大学学报: 自然科学版, 2015, 46(4): 1482-1488. |
Guo Qing-hua, Xi Bao-ping, Li Zhi-wei, et al. Experimental research on relationship between frequency characteristics of acoustic emission and strength parameter in concrete[J]. Journal of Central South University(Natural Science Edition), 2015, 46(4): 1482-1488. | |
8 | 段力群, 董璐, 马林建, 等. 泡沫混凝土单轴压缩下声发射特征试验研究[J]. 中国矿业大学学报, 2018, 47(4): 742-747. |
Duan Li-qun, Dong Lu, Ma Lin-jian, et al. Experimental study of acoustic emission characteristics of foamed concrete under uniaxial compression[J]. Journal of China University of Mining and Technology, 2018, 47(4): 742-747. | |
9 | 葛若东, 刘茂军, 吕海波. 钢筋混凝土梁破坏过程的声发射特征试验研究[J]. 广西大学学报: 自然科学版, 2011, 36(1): 160-165. |
Ge Ruo-dong,Liu Mao-jun,Lv Hai-bo.Experimental rasearch on acoustic emission characteristics of reinforced concrete beams during failure process[J]. Journal of Guangxi University (Natural Science Edition), 2011, 36(1): 160-165. | |
10 | 李旭, 霍林生, 李宏男. 基于声发射的钢筋混凝土梁承载能力评估[J]. 振动与冲击, 2013, 32(5): 6-9, 25. |
Li Xu, Huo Lin-sheng, Li Hong-nan. Carrying capacity assessment of reinforced concrete beam based on acoustics emission[J]. Journal of Vibration and Shock, 2013, 32(5): 6-9, 25. | |
11 | Mandelbrot B B, Passoja D E, PaullayA J. Fractal character of fracture surfaces of metals[J]. Nature, 1984, 308: 721-722. |
12 | 曹茂森, 任青文, 翟爱良, 等, 混凝土结构损伤的分形特征实验分析[J]. 岩土力学, 2005(10): 49-53. |
Cao Mao-sen, Ren Qing-wen, Zhai Ai-liang, et al.Experimental study on fractal characterization in damages of concrete structures[J]. Rock and Soil Mechanics, 2005(10): 49-53. | |
13 | Saouma V E, Barton C C, Gamaleldin N.A fractal characterization of fracture surfaces in concrete[J]. Engineering Fracture Mechanics, 1990, 35: 47-53. |
14 | Issa M A, Hammad A M. Assessment and evaluation of fractal dimension of concrete fracture surface digitized images[J].Cement and Concrete Research, 1994, 24(2): 325-334. |
15 | Carpinteri A, Spagnoli A, Vantadori S. A multifractal analysis of fatigue crack growth and its application to concrete[J]. Engineering Fracture Mechanics, 2010, 77(6): 974-984. |
16 | Lacidogna G, Gianfranco P, Federico A, et al. Experimental investigation on crack growth in pre-notched concrete beams[J].Proceedings, 2018, 2(8): 429. |
17 | 秦子鹏, 田艳, 李刚, 等. BFRP 布加固钢筋混凝土梁抗弯性能的分形特征研究[J]. 应用基础与工程科学学报, 2018, 26(5): 973-985. |
Qin Zi-peng, Tian Yan, Li Gang, et al. Study on fractal features of flexural performance of reinforced concrete beams strengthened with BFRP sheets[J]. Journal of Applied Fundamentals and Engineering Sciences, 2018, 26(5): 973-985. | |
18 | 蒋赏, 徐港, 赵恬悦. 冻融损伤混凝土梁抗力性能演化的裂缝分形特征[J]. 水电能源科学, 2018, 36(1): 124-127. |
Jiang Shang, Xu Gang, Zhao Tian-yue. Fractal characteristics of fracture resistance evolution of concrete beam subjected to freeze-thaw damage[J]. Hydropower Energy Science, 2018, 36(1): 124-127. | |
19 | . 混凝土结构试验方法标准[S]. |
20 | Ohtsu M, Isoda T, Tomoda Y. Acoustic emission techniques standardized for concrete structure[J]. Jourmnal of Acoustic Emission, 2007, 25: 22-32. |
[1] | 张姝玮,郭忠印,杨轸,柳本民. 驾驶行为多重分形特征在驾驶疲劳检测中的应用[J]. 吉林大学学报(工学版), 2021, 51(2): 557-564. |
[2] | 李春良,林志豪,赵珞珞. 铰缝及板损伤后对空心板桥横向受力的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2021, 51(2): 611-619. |
[3] | 熊二刚,徐涵,谭赐,王婧,丁若愚. 基于弹塑性应力场理论的钢筋混凝土梁受剪承载力[J]. 吉林大学学报(工学版), 2021, 51(1): 259-267. |
[4] | 魏亚,孔维康,万成,左勇志,鲁巧稚. 比色法检测受火后混凝土损伤程度[J]. 吉林大学学报(工学版), 2021, 51(1): 233-244. |
[5] | 毛昱,李萍,念腾飞,林梅,魏西应. 基于分形理论的沥青路面层间机械摩阻强度行为[J]. 吉林大学学报(工学版), 2020, 50(2): 594-605. |
[6] | 樊学平,屈广,刘月飞. 应用新数据同化算法的桥梁极值应力预测[J]. 吉林大学学报(工学版), 2020, 50(2): 572-580. |
[7] | 狄胜同,贾超,乔卫国,李康,童凯. 橡胶集料混凝土细观损伤特性的加载速率效应[J]. 吉林大学学报(工学版), 2019, 49(6): 1900-1910. |
[8] | 杨德磊,童乐为. 支管受轴向受拉工况下CHS-CFSHS T型节点应力集中系数计算公式[J]. 吉林大学学报(工学版), 2019, 49(6): 1891-1899. |
[9] | 赵金钢,张明,占玉林,谢明志. 基于塑性应变能密度的钢筋混凝土墩柱损伤准则[J]. 吉林大学学报(工学版), 2019, 49(4): 1124-1133. |
[10] | 于天来,李海生,黄巍,王思佳. 预应力钢丝绳加固钢筋混凝土梁桥抗剪性能[J]. 吉林大学学报(工学版), 2019, 49(4): 1134-1143. |
[11] | 刘文权,盈亮,荣海,胡平. 基于损伤修正M⁃K模型的高强度钢成形极限预测[J]. 吉林大学学报(工学版), 2019, 49(4): 1266-1271. |
[12] | 李万恒,申林,王少鹏,赵尚传. 基于多阶段分区域动力测试的桥梁结构损伤评估[J]. 吉林大学学报(工学版), 2019, 49(3): 773-780. |
[13] | 黄晓明,曹青青,刘修宇,陈嘉颖,周兴林. 基于路表分形摩擦理论的整车雨天制动性能模拟[J]. 吉林大学学报(工学版), 2019, 49(3): 757-765. |
[14] | 庄蔚敏,王鹏跃,解东旋,陈延红. 基于连续损伤力学的铝车身涂层抗划伤能力[J]. 吉林大学学报(工学版), 2019, 49(3): 829-835. |
[15] | 李聪,赵宏伟,孙琳琳. 基于纳米压痕分析的往复扭转载荷下45号钢的力学性能[J]. 吉林大学学报(工学版), 2019, 49(3): 859-864. |
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