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河南理工大学学报(自然科学版)2024年第05期:裂纹对弹性波在混凝土中传播特性的影响研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:虞爱平;陈涛;陈哲涵;张露;陈宣东;

单位:桂林理工大学土木工程学院;桂林理工大学广西工程结构与建筑节能重点实验室;

摘要:目的 为研究混凝土中裂纹对弹性波传播特性的影响,方法 采用COMSOL软件构建弹性波在不同形态混凝土裂纹中的传播数值模型,并开展带裂纹混凝土的弹性波传播试验,系统研究混凝土裂纹特征(裂纹角度、裂纹深度、裂纹距声发射源距离、裂纹数量等)与弹性波传播之间的关系。结果 研究发现:数值模拟结果与试验现象吻合较好,验证了数值模型的可靠性。其中,裂纹数量和裂纹距声发射源距离的变化对回波峰值影响较大,距声发射源2 cm裂纹的回波峰值最大,为3.46×106 Pa;对波速和信号损伤影响最大的因素为裂纹深度,60 mm深度裂纹损伤率高达62.14%、波速衰减至2 590.674 m/s,其次为裂纹数量,信号损伤率达31.28%。基于不同裂纹特征的波速变化规律,对裂纹角度和深度的波速关系模型进行回归分析,回归曲线拟合优度较好,R2均大于0.95。结论 混凝土中存在的裂纹和裂纹特征对弹性波传播具有显著影响,本文研究结果为混凝土无损检测技术提供了理论支撑。

关键词:裂纹形态;;回波峰值;;波速信号;;损伤;;裂纹深度

基金资助:国家自然科学基金资助项目(51968014);; 广西自然科学基金资助项目(2022GXNSFAA035553)