砂浆试样破坏过程声发射试验研究

摘要

砂浆是建筑中最常用的一种材料，其性能的优劣直接影响着构筑物的安全。从构筑物的材料入手，研究砂浆材料变形破坏过程中的力学性能，利用声发射监测技术这一先进的技术手段监测砂浆材料破坏过程中声发射信号，探究其损伤机制，进而预防或减少砂浆材料对构筑物的危害有重要的理论意义和实用价值。本文以声发射监测机理、损伤理论为理论基础，采用理论分析与室内试验相结合的方法，对砂浆试样变形破坏过程中声发射特性进行了系统的研究，主要研究成果如下：
　　（1）预制不同配比的砂浆试样，开展单轴压缩试验，同时采用声发射监测系统进行监测，研究了砂浆配比、加载速率与砂浆试样强度之间的关系，研究表明砂浆试样峰值强度随加载速率增大而增大，砂浆试样峰值强度随水泥与砂质量比的增大而增大；将砂浆试样变形破坏全过程声发射分成三个阶段，初始压密弹性阶段、屈服上升阶段和破坏残余阶段；结合声发射试验数据，提出了一种预测指标K，K值变化情况出现明显的“回弹”现象，预示着砂浆试样即将破坏。
　　（2）预制铸铁、松木两种夹芯材料的夹芯砂浆试样，采用声发射监测技术监测其单轴压缩过程中声发射信号，得到了配比与夹芯砂浆试样的强度关系，夹芯砂浆试样峰值强度均随水泥与砂质量比的增大而增大，同一配比下的铸铁夹芯砂浆试样的峰值强度大于松木砂浆试样的峰值强度；夹芯砂浆试样的声发射事件计数特征与声发射能量特征变化趋势相同；K值变化情况出现明显的“回弹”现象，也能预测夹芯砂浆试样破坏。
　　（3）根据声发射能量值重新定义损伤变量，利用二参数威布尔分布理论给出砂浆试样损伤演化方程，确定了各参数，并对损伤演化方程进行修正，最终建立了砂浆试样本构模型，理论结果与试验结果吻合。

目录

声明

1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状及存在的问题

1.3 研究内容及技术路线

2 声发射监测技术理论分析

2.1 声发射监测技术机理

2.2 声发射波的传播

2.3 声发射信号的时域特征

2.4 声发射降噪处理

3 类岩石材料砂浆声发射试验研究

3.1 砂浆试样声发射特性研究

3.2夹芯砂浆试样声发射特性研究

3.3 本章小结

4 基于声发射的砂浆试样损伤研究

4.1 损伤理论

4.2 损伤本构方程

4.3 砂浆损伤模型的建立

4.4 本章小结

5 结论及展望

5.1 主要结论

5.2 创新点

5.3 不足及展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间的主要成果