混凝土梁受载破坏力学与声发射特性试验研究

混凝土梁受载破坏力学与声发射特性试验研究董承全， 胡在良， 熊昌盛， 李晋平(中国铁道科学研究院铁道建筑研究所，北京 1 0 0 0 8 1 )

摘

要：文章通过模型试验，应用声发射技术研究了混凝土梁在外力作用下破坏过程的力学效应与声发射效应，分析了声发射随

时间、压力、应变及位移变化规律。采用强度理论对声发射机制进行了探讨。试验结果表明：梁在变形破坏过程中，声发射参量随受载时间表现出不同特征，且随受载时间呈现多个相对静止区和释放区；声发射活动特征与应变和位移随时间变化特征有较好的对应，对于研究混凝土梁失稳破坏特征，预告混凝土梁破坏具有十分重要的意义。 关键词：混凝土梁；受载破坏；声发射；破坏预告中图分类号： T U5 2 8 文献标识码： A文章编号： 1 6 7 3 - 5 7 8 1 ( 2 0 1 3 ) 0 4 - 0 4 9 9— 0 3

0 引

言

测点布置如图 2所示，各模型试验测点相同，均布置在梁下表面。

混凝土梁是房建及桥梁工程重要构件，为保障结构运营期问安全性，对结构进行安全性试验是必要

的。随着使用年限的增长，结构出现老化和损伤造成安全事故现象时有发生。因此，研究混凝土梁受载变形规律，为提前预防事故采取加固措施提供依据，也

需进行一些必要试验进行规范[ 。文献 E a— l o 3对混凝土箱梁腹板、钢混复合梁及不同类型混凝土梁进行了受载变形试验研究。文献[ 1 1— 1 2]对混凝土材料进行了一些声发射试验。图 1混凝土梁模型示意图

在声发射频率特征与混凝土强度指标的相关关系研究中，发现在较低应力水平上，不同强度等级混凝土声发射信号大都是低频信号，而在较高应力水平时，随着强度等级增加，声发射信号优势频率则逐渐升高。为研究混凝土梁受载变形破坏的力学与声发

A应变

| .位移

O声发射

图 2测点布置图

1 . 2试验装置及方法采用液压千斤顶，分级加载至模型破坏，每次加载为 0 . 2 MP a,稳定压力，测读数据。

射特性，制作了两端固支混凝土梁模型。采用分级加载方式，进行混凝土梁受载破坏试验。采用应变计

、位移计及声发射仪，分别对受载过程中的应变、位移

2试验结果与分析2 . 1应变随时间变化关系及沿跨度方向变化规律

及声发射信号进行监测，研究其相关性。

应变随时间变化关系及沿跨度方向变化如图 3、图 4所示。

1模型制作与试验方法1 . 1模型制作

由模型应变与时间关系不难看出，梁不同测点的应变值大小不同，应变符号也不完全相同。梁中部 e。

为了研究声发射与应变、位移关系，制作了图 1 所示的混凝土梁模型，梁长为 1 0 0 c m,截面尺寸为1 5 c m× l 5 c m收稿日期： 2 0 1 3— 0 6— 0 6;修改日期： 2 0 1 3— 0 6— 1 9

点及相邻 s 、 e 两点为正值，表明此处受拉应力作用，而靠近两端固支边界点 e 、 e两点为负值，说明此处

受压应力作用。从数值上看，梁中央 e。点值最大。

作者简介：董承全 ( 1 9 5 1一),男，湖北宜都人，中国铁道科学研究院高级工程师.

《工程与建设》 2 o 1 3年第 2 7卷第 4期

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