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混凝土广泛应用于各种建筑物和构筑物中,混凝土在浇筑成型过程中会产生初始损伤,且在其正常使用过程中会逐步发展,为了能够对混凝土损伤状态进行科学有效的甄别,需要借助一定的检测技术或方法。声发射检测作为一种无损检测技术,能够在不破坏被检测对象的前提下对其性能进行评估。本文对四组不同孔隙率的混凝土试件进行单轴分级加载试验,采集试验过程中声发射信号的振铃计数和波形信息,分别通过声发射信号的时域参数分析方法和频谱分析方法对混凝土的损伤积累和破坏过程进行分析,并基于声发射模式,基于声发射事件累计数对混凝土的损伤状态进行评估。 混凝土试件在单轴分级加载条件下,可将整个破坏过程分为:弹性压密阶段、损伤稳定积累阶段和损伤加速积累阶段,声发射振铃计数呈“两峰值,三阶段”的变化趋势。采用均值AVE、峰值PEAK两项统计指标并定义活跃系数ACT反映混凝土试件的损伤破坏过程。弹性压密阶段:振铃计数均值AVE、峰值PEAK及其活跃系数ACT表现为小范围增长;损伤稳定积累阶段:振铃计数均值AVE、峰值PEAK及其活跃系数ACT较为稳定,呈现出在一定范围内的波动状态;损伤加速积累阶段:振铃计数均值AVE、峰值PEAK快速增长,而活跃系数ACT在快速增长后存在下降段。 采用快速傅里叶变换(FFT)和短时傅里叶变换(STFT)两种方法,对声发射信号进行频谱分析,得到混凝土试件在损伤破坏过程中声发射信号的频率分布特征:7kHz~25kHz的声发射信号加载初期就存在,并贯穿整个加载过程;进入损伤稳定积累阶段,出现37kHz~45kHz的声发射信号频段,并延续至试件破坏;在损伤加速积累阶段,声发射信号的频带较宽,频率随孔隙增大而增大趋势明显,表现为65kHz~80kHz和110kHz~125kHz两个频带。 基于声发射模式,引入损伤模型,将混凝土试件的损伤与声发射累计事件建立联系。根据试验数据,通过MATLAB对关系式进行拟合,得到声发射特征参数及试验条件参数k值:声发射特征参数a值的变化范围为0.4~0.9,且随孔隙率增大呈增大趋势,表现为声发射现象的提前;试验条件参数k值,可统一取值为1.3×10-2。