混凝土试块在劈裂拉伸时的声发射性能
劈裂试验是确定混凝土抗拉强度的常规方法之一,试块在线荷载作用下,除加力点附近很小的范围以外,在中间垂直截面上会产生均匀的拉应力。当拉应力达到混凝土的抗拉强度时,试块沿中间垂直截面劈裂拉断。
研究混凝土在拉伸时的声发射性能,主要目的是探求损伤、断裂模式与声发射特征之间的关系。利用混凝土和砂浆圆柱试块进行劈裂试验,同时对声发射信号进行定位观测和频谱分析。
通过声发射定位观测发现,当应力水平较低时,声发射源主要集中在荷载轴线所在的平面上。而当应力水平较高时,声发射源逐渐由试块的外部表面区域向中心部位转移。
图4-6为混凝土试块在劈裂过程中在不同应力水平时所测得的声发射的功率谱。这里的相对应力水平是指某一时刻的应力值与极限应力值之比。
从图4-6可以看出,当相对应力水平高于0.4时,随着相对应力水平的提高,峰值为20kHz的功率谱逐渐减小,而频率在150~200kHz的高功率谱逐渐成为主要成分。
由此可见,不管是劈裂破坏,还是弯曲以及压缩破坏,混凝土声发射信号中的高频成分都是随着应力水平的提高而增加,而与试块的断裂模式无关。