基于声发射矩张量理论的混凝土裂纹机制反演

• 作者: 王宗炼 王怀伟 任会兰 赵明岩 罗志强
• 来源期刊: 兵工学报
• 学科: 工学
• 关键词: 声发射 矩张量 裂纹演化 波形分析
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 页码范围: 181-189
• 页数: 9页
• 分类号: TB301
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1000-1093.2022.01.020

摘要

为探讨裂纹时空演化规律,基于改进的声发射源定位方法和矩张量理论,反演双边开口的混凝土试件压剪破坏过程中裂纹位置、裂纹类型以及裂纹面的法线方向和运动方向.分析结果表明,试件在拉应力损伤破坏区域,拉伸型裂纹扩展占主导,在剪应力损伤破坏区域,剪切型裂纹扩展占主导.矩张量分析中不同类型裂纹的时空分布特征与试件实际受力和损伤情况相一致,说明矩张量理论能够有效描述拉应力、剪切应力的分布和迁移规律,这为深入研究混凝土损伤演化机理提供了有力工具.从声发射信号波形和小波时频图可以看出:拉伸型裂纹对应的声发射信号持续时间约为800μs,频率范围是7～500 kHz;混合型裂纹和剪切型裂纹对应的声发射信号频率范围分别为7～500 kHz和7～250 kHz,持续时间相对较长,分别为1720μs和1880μs;剪切破裂要比拉伸破裂释放的能量多,同时剪切破裂释放的剪切波平均频率要比拉伸破裂释放的应力波平均频率低.