基于声发射技术的房屋建筑混凝土试件弯曲损伤

张泽瑞 李权接 邱超颖 施家豪 周炅

摘要：在当前的时代背景下，房屋建筑混凝土试件的质量显得尤为重要。因此就需要从多个角度出发，利用一些先进的技术手段，来做好针对混凝土试件的弯曲损伤检测，这样才能够及时发现其中存在的一些问题，有利于提高整个房屋建筑的质量。在此过程中应用声发射技术具有较强的现实意义，极大地提高了损伤定位的精确性，展现出了极强的应用优势。

关键词：房屋建筑;混凝土试件;弯曲损伤;声发射技术

从目前关于声发射技术的运用状况看来，已经在众多领域中得到的一些实践应用。这项技术是在上世纪七十年代传入我国的，经过几十年的发展，目前该技术已经越来越成熟，使得检测的精确性得到了有效的确保，很好的避免试件可能出现被破坏的情况。

一、关于声发射检测技术的概述

在应用声发射技术的过程中，为了确保其效果，就应当深入研究声发射检测技术的原理，这样才有利于更加高效地对这项技术进行应用。声发射技术是采集物体破损产生的信号，那么也就意味着物体表面具有不同的物理形态也就会发射出不同的信号，通过对这些信号的差异化处理，就能够得到预期的信息。如果被检测物存在一些异常情况，就能够通过一些高精度的传感器检测到这一差异情况。最终通过相应的电信号进行输出，然后就可以开展下一阶段的分析工作。

在应用声发射检测技术之后，能够直接判断出声发射源的一些物理信息。其中就主要包含了具体位置、严重程度、发生时间等。在一些特定的情况下，还不能够对所产生的异常现象进行十分细致的分析，可以采用一些其他的无损检测方法进行复检操作，能够得到更加细致的结论。

在进行检测的过程中，可以通过建立稳态源型或者是动态语言模型的方法，来对一些动力学因素进行变化分析。但是必须明确的是，声发射信号产生率是处于一个恒定变化的状态，并不是持续平衡的。声发射波可以分为纵波、横波、表面波、板波等。在进行传输的过程中，往往会因为多种原因的限制，导致其强度出现下降的状态，在物理学的领域，可以称这种情况为衰减。并且由于传播介质存在不均匀的性质，在进行传输的过程中，就会导致出现声波分散的情况，也会导致一些热能的产生。在最终得到检测结果之后，还需要应用一些现代信号处理方法来进行深入分析和研究，最终得到更加优质可靠的结论。

二、在针对混凝土试件弯曲损伤检测中应用声发射技术的方法

2.1 做好前期准备工作

在使用声发射技术来进行检测的过程中，首先需要的工作就是需要结合实际检测的需求，确定出可以使用的模拟源。针对房屋建筑中所消耗的材料看来，主要使用混凝土材料比较多。在这项工作过程中，必须要能够得到明确的方案，才能够选择出更加合理的各项实验材料，确保针对混凝土试件弯曲损伤检测工作的顺利进行。

然后是涉及到传感器的安装。必须要选择出精确性比较高的传感器，这样才能够采集到更加真实可靠的数据信息。一般来说，需要将传感器安装在试件的表面，并且使用磁吸座来进行加固操作。为了避免一些不利因素带来的影响，在使用这些传感器之前就需要做好擦拭工作，一般使用医用酒精进行擦拭即可。在进行耦合安装的过程中，需要尽量保持在一个比较薄的状态，这样将会使声发射信号的检测效果更好。

2.2 确定出混凝土构件声发射检测参数

首先第一项工作就是应当要能够针对时间参数来进行确定，主要体现在初始假定时间参数，这一参数可以直接通过一些基本的实验来进行检测得到，有工作经验的人员也能够直接根据检测对象的实际状况来选择出比较合适的初始假定时间参数。接下来是關于声发射波数的测定，需要结合断铅试验来进行确定，主要是测量在信号发出之后，两个传感器所接收到的时间会存在一定的差异，测试相关的距离差，然后就可以通过这些参数来计算出传播速度。

2.3 确定声发射检测门槛

在此过程中，首先比较重要的一项工作就是确定出比较合适的门槛值。一般是将该门槛值设置为一个比较小的数字，然后再根据分析声发射信号的实际状况来进行研究，如果不存在撞击事件就可以继续增加该门槛值。一般来说，将门槛值最初设置为20dB比较好。如果在加载的过程中存在一些不确定的噪音，就不能再使用这个初始化门槛值，而是直接设置为40dB比较合理。

2.4 试验结果分析

在经过了实验检测之后，可以看出，采集到的声发射数据是比较多的，通过传统人工来进行处理的方式显得成效有限，并且无法确保精确性。一般来说，可以应用一些专业的计算机软件来进行数据文件的处理。在进行处理时，直接将一些不正常的数据滤除，然后对接下来的有用数据进行加工。要综合考虑到Kaiser效应能够带来的影响，这一效应也很容易观测出来。但是在一些特定的条件下也会消失，不复存在。在这些数据信息处理系统中，能够精确地记录下应变仪所采集到的数据信息，其中就包含了各项荷载变化以及时间变化，能够一一对应起来，绘制成相应的图像，使得结果更加直观。应用AEwin文件来对各个时间段的一些撞击、计数等情况进行深入分析。但是在处理的过程中，必须要明确的是，混凝土试件材料本身就是存在一些缺陷的，并不是完全平整的状态，主要是以一些微裂痕这些原始缺陷为主，即使是在检测过程中，也基本不会发生较大的能量释放。在加载的过程中，对能量的传递进行研究时可以发现，内部能量实际上是处于一个均衡的状态。往往出现的一些突发点就代表了裂痕开始向下一个状态转变。在对声发射信号进行定位分析的过程中，一般都需要使用到三维定位技术，可以通过断铅试验来得到传播速度之间的差异就能够最终得到定位图。

三、结语

为了提高房屋建筑的整体质量，就需要应运用先进的声发射技术来对混凝土试件弯曲损伤进行研究，得到更加真实客观的实验测试效果。要能够保持整体的眼光，对混凝土材料自身结构具有的一些复杂性质进行综合考虑，确定出更加精确的试验测试方法。声发射技术具有较高的灵敏性，并且能够实现动态检测的目的。在测试的过程中，要对采集到的信号进行滤波处理，使得整体的结果更加可靠。

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作者简介：张泽瑞（1998.07-），男，民族：土家族，湖南省张家界市人，当前职务：学生，学历：本科，研究方向：自动控制。