混凝土軸拉聲發(fā)射時(shí)的panys效應(yīng)

混凝土軸拉聲發(fā)射時(shí)的panys效應(yīng)

聲發(fā)射作用機(jī)理長(zhǎng)期以來(lái)，混凝土力學(xué)的研究主要集中在抗壓性的研究上，而對(duì)混凝土彈性性能的研究很少。實(shí)際上,混凝土的拉伸性能對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的安全起著決定性作用,許多結(jié)構(gòu)的破壞往往是由于混凝土抗拉性能不足而導(dǎo)致的,因此混凝土拉伸性能的研究具有重要的意義?；炷潦且环N具有微裂隙的非均質(zhì)材料,其受拉破壞過(guò)程比理想的脆性材料復(fù)雜得多,而聲發(fā)射技術(shù)能動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)探測(cè)材料內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)變化,對(duì)探明混凝土拉伸破壞機(jī)理具有很大的促進(jìn)作用。然而聲發(fā)射技術(shù)在混凝土拉伸領(lǐng)域中的應(yīng)用還不成熟,有許多問(wèn)題亟待全面深入地研究和解決,如混凝土自身的材料特性以及外界條件對(duì)其拉伸聲發(fā)射特性的影響,尤其是混凝土Kaiser效應(yīng)特性的研究還處于起步階段。1950年,德國(guó)學(xué)者Kaiser在進(jìn)行金屬拉伸試驗(yàn)時(shí)首次發(fā)現(xiàn)金屬材料在受載過(guò)程中聲發(fā)射具有不可逆性,即只有當(dāng)材料所受到的應(yīng)力水平超過(guò)先前所受過(guò)的最高應(yīng)力水平時(shí),才會(huì)有明顯的聲發(fā)射產(chǎn)生,這就是所謂的Kaiser(凱塞)效應(yīng),而其反效應(yīng)稱Felicity(費(fèi)利西蒂)效應(yīng)。隨后,國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者陸續(xù)投身于巖石與復(fù)合材料的Kaiser效應(yīng)的研究中,并成功利用Kaiser效應(yīng)解決了工程中諸如巖體地應(yīng)力狀態(tài)歷史測(cè)定、損傷劣化水平估計(jì)和穩(wěn)定性評(píng)價(jià)以及壓力容器的檢測(cè)等問(wèn)題。但到目前為止,Kaiser效應(yīng)的研究主要集中在巖石以及復(fù)合材料方面,而對(duì)混凝土材料的研究較少,雖初步得到了一些結(jié)論,但有些結(jié)論(如Kaiser效應(yīng)存在的應(yīng)力水平)差異較大,有些因素如加載制度、加載速率、卸載后放置時(shí)間、干濕條件等對(duì)混凝土聲發(fā)射Kaiser效應(yīng)影響的研究還未見(jiàn)報(bào)道,因此對(duì)混凝土Kaiser效應(yīng)還缺乏系統(tǒng)和深入的研究。1試驗(yàn)總結(jié)1.1測(cè)試安裝(1)安裝球鉸的質(zhì)疑本試驗(yàn)采用的加載裝置為美國(guó)MTS公司322動(dòng)靜萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)加載系統(tǒng),如圖1所示。在試件中預(yù)埋帶螺紋的鋼筋,在試件的兩端裝上如圖1(b)所示的球鉸,依靠球鉸的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)保證試件的對(duì)中。試件通過(guò)球鉸與MTS的液壓夾頭相連接。試驗(yàn)采用荷載控制方式加載,數(shù)據(jù)采集頻率:普通加載速率采用2Hz,快速加載采用1kHz。(2)聲發(fā)射采集系統(tǒng)試驗(yàn)條件本試驗(yàn)采用美國(guó)PAC公司的SAMOSTM16型數(shù)字式聲發(fā)射儀,系統(tǒng)最大采樣頻率為3MHz。結(jié)合SAMOSTM16聲發(fā)射采集系統(tǒng)的具體特點(diǎn)及本次試驗(yàn)的目的,試驗(yàn)參數(shù)選用如下:前置放大器增益=40dB;門檻值=40dB;采樣頻率:普通加載速率采用1MHz,快速加載采用3MHz;濾波器帶通取20~200kHz;峰值鑒別時(shí)間PDT=50μs,事件鑒別時(shí)間HDT=100μs,事件鎖定時(shí)間HLT=300μs。1.2試件結(jié)構(gòu)及尺寸配制C25混凝土,水泥采用雨花牌32.5級(jí)普通硅酸鹽水泥,砂子采用中砂,石子采用碎石(最大粒徑10mm),拌合水用自來(lái)水,混凝土配合比,水泥∶砂∶石子∶水=1∶1.57∶2.79∶0.50。試件采用兩端各預(yù)埋一段Ф18螺紋鋼筋的平面啞鈴型試件,螺紋鋼筋埋置深度為120mm,試件兩端截面為100mm×100mm,中部截面為100mm×60mm,具體形式及尺寸如圖2所示。試件用鋼模澆筑,放在震動(dòng)臺(tái)上振搗成型,2d后拆模,室溫養(yǎng)護(hù)至試驗(yàn)日期,齡期約為180d,本次試驗(yàn)共48個(gè)試件。1.3聲發(fā)射傳感器的布置在傳感器布置前,用砂紙?jiān)趥鞲衅鞑贾玫牡胤酱蚰ス饣?按照?qǐng)D3布置4個(gè)傳感器,為了使傳感器接收優(yōu)質(zhì)的聲發(fā)射信號(hào),采用凡士林作為耦合劑,并用橡皮帶把傳感器固定在試件上以防脫落。1.4模擬試驗(yàn)試件及結(jié)果(1)Kaiser效應(yīng)在混凝土材料拉伸中的有效性試驗(yàn)試件編號(hào):C1、C2、C3。(2)Kaiser效應(yīng)存在的應(yīng)力水平試驗(yàn)及Kaiser效應(yīng)與Felicity效應(yīng)的關(guān)系試驗(yàn)試件編號(hào):S1、S2、S3、S4、S5、S6。(3)加載制度對(duì)Kaiser效應(yīng)的影響試驗(yàn)試件編號(hào):W1、W2、W3(三角波循環(huán));W4、W5、W6(梯形波循環(huán))。(4)加載速率對(duì)Kaiser效應(yīng)的影響試驗(yàn)試件編號(hào):C1、C2、C3(250N/s);R1、R2、R3(25N/s);R4、R5、R6(2500N/s);R7、R8、R9(變速率)。(5)放置時(shí)間對(duì)Kaiser效應(yīng)的影響試驗(yàn)試件編號(hào):T1-1、T1-2、T1-3(1d);T3-1、T3-2、T3-3(3d);T7-1、T7-2、T7-3(7d);T14-1、T14-2、T14-3(14d);T28-1、T28-2、T28-3(28d)。(6)干濕條件對(duì)Kaiser效應(yīng)的影響試驗(yàn)試件編號(hào):C1、C2、C3(“干-干”);DM1、DM2、DM3(“干-濕”);DM4、DM5、DM6(“濕-干”);DM7、DM8、DM9(“濕-濕”)。2聲音傳輸試驗(yàn)2.1相同速率卸載以250N/s的恒定速率加載至5000N,然后持載180s后,再以相同速率卸載至1000N,再持載180s。最后也以相同速度加載,直至試件拉伸破壞,加載曲線如圖4所示。(2)聲發(fā)射作用結(jié)果振鈴計(jì)數(shù)與荷載歷程曲線的關(guān)系如圖4所示,試件C1在第一個(gè)循環(huán)中拉伸至最大荷載4826N后持載180s,其中在前25s內(nèi),產(chǎn)生了一定量的聲發(fā)射。25s以后,基本沒(méi)有聲發(fā)射產(chǎn)生,說(shuō)明在該荷載水平內(nèi)混凝土內(nèi)部的損傷已基本結(jié)束。卸載至1000N,并持載180s后,繼續(xù)以相同的速率加載,當(dāng)荷載達(dá)到5066N時(shí),開(kāi)始有明顯的聲發(fā)射產(chǎn)生,此時(shí)的荷載約為前期最大荷載值的1.050倍,說(shuō)明在該試驗(yàn)中,混凝土軸拉聲發(fā)射Kaiser效應(yīng)存在并較為清晰,這證實(shí)了混凝土在軸拉試驗(yàn)中確實(shí)存在Kaiser效應(yīng)。試件C2、試件C3Kaiser效應(yīng)也十分明顯,Felicity比分別為1.098、1.096,如表1所示。2.2s加載試驗(yàn)以250N/s的恒定速率加載至預(yù)先設(shè)定的荷載水平,持載60s,再以相同速率卸載至1000N,接下來(lái)進(jìn)入下一循環(huán),每個(gè)循環(huán)最大荷載值比前一循環(huán)提高2000N,循環(huán)加載直至試件拉伸破壞,加載曲線如圖5所示。(2)微膠囊型的抗氧化性試件S4的應(yīng)力-時(shí)間與振鈴計(jì)數(shù)-時(shí)間的關(guān)系如圖5所示,在前十個(gè)循環(huán)中,Kaiser效應(yīng)都比較明顯,Felicity比分別為前期應(yīng)力的1.197、1.022、1.039、1.050、1.013、1.011、1.008、1.004、0.989、0.943倍。直到第十一循環(huán),Kaiser效應(yīng)失效,出現(xiàn)了Felicity效應(yīng),Felicity比為0.787。因此,試件S4的Kaiser效應(yīng)存在的應(yīng)力上限水平高達(dá)極限抗拉強(qiáng)度的82%。本組試驗(yàn)共6個(gè)試件,經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析,混凝土材料在軸拉荷載作用下,Kaiser效應(yīng)存在的應(yīng)力水平上限平均值約為極限抗拉強(qiáng)度的83%,如表2所示。2.3seur效應(yīng)與feli效應(yīng)之間的關(guān)系試驗(yàn)試驗(yàn)試件與2.2節(jié)相同。(2)混凝土聲發(fā)射過(guò)程隨應(yīng)力水平的變化規(guī)律Felicity在研究復(fù)合材料的聲發(fā)射性能時(shí)發(fā)現(xiàn),復(fù)合材料在往復(fù)加載過(guò)程中,聲發(fā)射過(guò)程的不可逆程度同材料在前期荷載作用下所產(chǎn)生的損傷程度有關(guān)。在較高的應(yīng)力水平中,損傷較嚴(yán)重時(shí),Kaiser效應(yīng)失效,當(dāng)前應(yīng)力小于前期所受過(guò)的最高應(yīng)力水平時(shí)聲發(fā)射就開(kāi)始顯著增多,即出現(xiàn)Felicity效應(yīng)。根據(jù)Kaiser效應(yīng)的定義,只有當(dāng)FR≥1.0時(shí)Kaiser效應(yīng)才是嚴(yán)格有效的,而當(dāng)FR<1.0時(shí)可以認(rèn)為Kaiser效應(yīng)失效。但由于試驗(yàn)總會(huì)出現(xiàn)一定的誤差,因此在Kaiser效應(yīng)研究領(lǐng)域,研究者一般認(rèn)為只要Felicity比不小于0.90,Kaiser效應(yīng)依然有效。圖6為Felicity比隨應(yīng)力水平的平均變化趨勢(shì),大體可以分為3個(gè)階段:(1)相對(duì)應(yīng)力水平<20%時(shí),FR>1.10,說(shuō)明當(dāng)本次加載的應(yīng)力水平超過(guò)了前期最大應(yīng)力的1.1倍以上時(shí),才會(huì)有明顯的聲發(fā)射信號(hào)。有研究者認(rèn)為混凝土在較低受拉應(yīng)力階段,由于混凝土中初始微裂隙、孔隙的存在,對(duì)混凝土內(nèi)的應(yīng)力分布產(chǎn)生一定的影響,同時(shí)這些微裂隙、孔隙的進(jìn)一步擴(kuò)展需要的能量要比裂紋的形成所需要的能量大得多,從而導(dǎo)致Kaiser效應(yīng)在此階段的滯后性。(2)相對(duì)應(yīng)力水平在20%~80%范圍內(nèi)時(shí),FR在0.9~1.1之間,混凝土的Kaiser效應(yīng)比較明顯。在該階段內(nèi)的聲發(fā)射信號(hào)主要產(chǎn)生于裂紋的開(kāi)裂,此時(shí),混凝土的微裂紋結(jié)構(gòu)是穩(wěn)定的,裂紋的形成和擴(kuò)展是穩(wěn)定的,只有每當(dāng)加載應(yīng)力強(qiáng)度因子超過(guò)材料的斷裂韌度時(shí)才會(huì)引起裂紋的擴(kuò)展。所以,裂紋的擴(kuò)展也具有不可逆性,聲發(fā)射過(guò)程的不可逆性就是由裂紋擴(kuò)展的不可逆性決定的,也就是說(shuō)從嚴(yán)格意義上講,混凝土Kaiser效應(yīng)僅存在于混凝土的彈性變形階段。(3)相對(duì)應(yīng)力水平>80%時(shí),FR<0.9,并隨應(yīng)力水平的提高迅速減小,聲發(fā)射過(guò)程喪失不可逆性,Kaiser效應(yīng)失效。在高應(yīng)力階段,混凝土內(nèi)部的裂紋結(jié)構(gòu)很不穩(wěn)定,微裂紋的擴(kuò)展不僅受荷載的作用而且受裂紋分叉及裂紋合并的影響,裂紋將自發(fā)地增長(zhǎng)。因此,在高應(yīng)力階段,裂紋及裂紋結(jié)構(gòu)不能達(dá)到穩(wěn)定或平衡狀態(tài),因而混凝土不能記憶與此相應(yīng)的應(yīng)力狀態(tài),使得Kaiser效應(yīng)失效。由此可見(jiàn),聲發(fā)射過(guò)程的不可逆程度同材料的損傷程度有關(guān),Felicity比是對(duì)材料聲發(fā)射過(guò)程不可逆程度的更詳細(xì)描述。2.4制度加載制度本部分試驗(yàn)采用梯形波循環(huán)與三角波循環(huán)兩種加載制度進(jìn)行加載。梯形波循環(huán)加載速率為100N/s,持載時(shí)間為120s;三角波循環(huán)加載速率為100N/s。加載曲線分別如圖7、圖8所示。(2)抗沖層加載制度對(duì)混凝土整體結(jié)構(gòu)的影響圖7、圖8分別為梯形波循環(huán)加載與三角波循環(huán)加載作用下聲發(fā)射振鈴計(jì)數(shù)與荷載歷程曲線的關(guān)系。通過(guò)比較,發(fā)現(xiàn)在三角波循環(huán)加載試驗(yàn)中,各循環(huán)中的Kaiser效應(yīng)并不清晰,在還沒(méi)有達(dá)到前一次最高應(yīng)力水平時(shí)就有大量的聲發(fā)射產(chǎn)生,即在此過(guò)程中Kaiser效應(yīng)失效,出現(xiàn)Felicity效應(yīng)。而對(duì)于梯形波循環(huán)加載,在極限抗拉強(qiáng)度80%以內(nèi)的應(yīng)力水平下,Kaiser效應(yīng)十分清晰。這表明,不同的加載制度對(duì)混凝土Kaiser效應(yīng)產(chǎn)生了一定程度的影響,而這兩種加載制度的主要區(qū)別在于是否在加載達(dá)到最高應(yīng)力水平以及在卸載達(dá)到預(yù)定水平時(shí)持載一段時(shí)間,這一個(gè)持載過(guò)程對(duì)于Kaiser效應(yīng)的清晰度是至關(guān)重要的。這是因?yàn)槌州d一段時(shí)間會(huì)使塑性變形、裂縫或損傷在該應(yīng)力水平上發(fā)展比較徹底,同時(shí)又由于損傷的不可逆性,致使在下一個(gè)循環(huán)中,只有應(yīng)力達(dá)到或超過(guò)了之前的最高應(yīng)力水平時(shí)才會(huì)有新的損傷產(chǎn)生,即產(chǎn)生明顯的聲發(fā)射。由此可見(jiàn),這也是許多研究者在研究材料Kaiser效應(yīng)時(shí)首選采用梯形波循環(huán)加載制度的原因所在,因此這種加載制度應(yīng)用較為普遍和廣泛。2.5變速率加載試驗(yàn)本部分試驗(yàn)主要研究3種不同的加載速率:25N/s、250N/s、2500N/s,試驗(yàn)分兩種情形:恒定速率加載與變速率加載,加載曲線分別如圖9~圖12所示。(2)試驗(yàn)結(jié)果與分析1兩組運(yùn)行試驗(yàn)結(jié)果圖9為以25N/s加卸載速率加載時(shí)的聲發(fā)射振鈴計(jì)數(shù)與荷載歷程曲線的關(guān)系圖,從圖中可以看出,當(dāng)?shù)诙€(gè)循環(huán)加載水平超過(guò)前期最大荷載水平以后,才有明顯的聲發(fā)射產(chǎn)生,Kaiser效應(yīng)明顯,Felicity比為1.063>1.0。當(dāng)以250N/s加卸載時(shí),Kaiser效應(yīng)也十分明顯,Felicity比為1.050>1.0,如圖10所示。在該組試驗(yàn)中,其規(guī)律是一致的。圖11為以2500N/s加卸載速率加載時(shí)的聲發(fā)射振鈴計(jì)數(shù)與荷載歷程曲線的關(guān)系圖,在快速加載作用下,Kaiser效應(yīng)依然存在。但與前兩組低速加載試驗(yàn)的情況有所不同,在快速加載作用下Felicity比要稍大一些,即當(dāng)荷載超過(guò)前期最大荷載水平約1.14倍以后,才會(huì)有明顯的聲發(fā)射產(chǎn)生。2混凝土力學(xué)性能在變速率循環(huán)加載作用下聲發(fā)射振鈴計(jì)數(shù)與荷載歷程曲線的關(guān)系如圖12所示。在該組試驗(yàn)中,Kaiser效應(yīng)都比較明顯,加載速率對(duì)混凝土Kaiser效應(yīng)基本沒(méi)有影響。一般認(rèn)為混凝土材料具有率敏感性,在快速加載過(guò)程中,塑性變形以及裂紋的開(kāi)展并沒(méi)有像低速加載時(shí)的那么完全,這也是快速加載使混凝土強(qiáng)度提高的原因所在。因此那些還沒(méi)有來(lái)得及產(chǎn)生的塑性變形和裂縫在下一循環(huán)中(加載速率相對(duì)較慢),較低的應(yīng)力水平下就發(fā)展起來(lái),從而出現(xiàn)了在低于前期最高應(yīng)力水平時(shí)就有明顯的聲發(fā)射產(chǎn)生,如AlexanderLavrov的試驗(yàn)結(jié)果(巖石)。但筆者試驗(yàn)中的恒載正好使在快速加載階段中還沒(méi)有來(lái)得及產(chǎn)生的塑性變形和裂縫在恒載階段得到充分的發(fā)展,使材料在該應(yīng)力水平下趨于穩(wěn)定了,從而在下一循環(huán)中Kaiser效應(yīng)依然清晰。2.6aize現(xiàn)象的加載本部分試驗(yàn)將研究卸載后分別放置1d、3d、7d、14d和28d后的Kaiser現(xiàn)象。第一次以250N/s的速率加載至預(yù)先設(shè)定的荷載水平,然后持載180s后,再以250N/s的速率卸載至0。不同的試件分別放置t=1d、3d、7d、14d和28d后,再次以250N/s的速率加載至試件破壞。(2)混凝土的聲發(fā)射作用結(jié)果放置時(shí)間對(duì)聲發(fā)射Kaiser效應(yīng)的影響如圖13所示。從圖中可以看出,卸載放置1d、3d和7d后,混凝土Kaiser效應(yīng)依然存在,但放置14d后再次加載,Felicity比變?yōu)?.5左右,Kaiser效應(yīng)失效,出現(xiàn)了Felicity效應(yīng)。28d后再次加載,在加載初始階段已經(jīng)有明顯的聲發(fā)射產(chǎn)生,Felicity比僅為0.2左右。Michihiro的研究小組在研究巖石聲發(fā)射時(shí)也有類似的結(jié)論,他們發(fā)現(xiàn):7.5d后再加載,Felicity比由1變?yōu)?.75,20d后再加載,Felicity比變?yōu)?.44。從上述試驗(yàn)結(jié)果看,混凝土記憶應(yīng)力的能力在應(yīng)力解除后,隨時(shí)間的延續(xù),都有逐漸衰退的現(xiàn)象,只是不同的混凝土在不同的應(yīng)力水平消失的時(shí)間范圍不同而已。這是因?yàn)樵谛逗刹⒔?jīng)過(guò)一段較長(zhǎng)的時(shí)間過(guò)程之后,必有部分原已處于失穩(wěn)態(tài)的裂紋重新恢復(fù)到穩(wěn)定平衡態(tài)或者臨界狀態(tài)。而這種彈性后效作用和穩(wěn)定態(tài)裂紋的出現(xiàn)必然導(dǎo)致發(fā)射聲發(fā)射能力的恢復(fù)。2.7循環(huán)加載試驗(yàn)就不同的干濕條件分別進(jìn)行4組試驗(yàn):①“干-干”——試件預(yù)加載和重新加載都在自然干燥條件下進(jìn)行。試驗(yàn)方法及加載方式與第2.1節(jié)試驗(yàn)相同。②“干-濕”——試件預(yù)加載在自然干燥條件下,重新加載在濕的條件下進(jìn)行。試件以250N/s的速率加載至5000N/s,持載180s后以相同的速率卸載至0。試件從試驗(yàn)機(jī)上卸下后置于水池中浸泡72h,取出再次試驗(yàn),以250N/s的速率加載至試件破壞。③“濕-干”——試件預(yù)加載在濕的條件下,重新加載在干的條件下進(jìn)行。把在室溫下養(yǎng)護(hù)的試件置于水池中浸泡72h,取出進(jìn)行預(yù)載試驗(yàn)。以250N/s的速率加載至5000N/s,持載180s后以相同的速率卸載至0。試件從試驗(yàn)機(jī)上卸下后置于烘箱中以30℃的溫度干燥72h,取出再次試驗(yàn),以250N/s的速率加載至試件破壞。④“濕-濕”——試件預(yù)加載和重新加載都在濕的條件下進(jìn)行。首先把在室溫下養(yǎng)護(hù)的試件置于水池中浸泡72h,取出進(jìn)行循環(huán)加載試驗(yàn)。試驗(yàn)方法及加載方式與第2.1節(jié)試驗(yàn)相同。(2)濕地條件下聲發(fā)射試驗(yàn)結(jié)果圖14為試件在干燥條件下預(yù)加載與重新加載時(shí)振鈴計(jì)數(shù)與荷載歷程曲線的關(guān)系,在干燥條件下,混凝土嚴(yán)格滿足Kaiser效應(yīng)的定義,Felicity比平均值為1.081>1.0,如表3所示。圖15為試件在干燥條件下預(yù)加載,而在潮濕的條件下重新加載時(shí)振鈴計(jì)數(shù)與荷載歷程曲線的關(guān)系,在該條件下,混凝土在未達(dá)到前期最大荷載水平時(shí)已出現(xiàn)明顯聲發(fā)射,Kaiser效應(yīng)失效,Felicity比平均值為0.833<1.0。這與Yoshikawa等人在論文中提到的結(jié)論類似,即巖石在干燥的條件下進(jìn)行預(yù)加載,而在潮濕的條件下進(jìn)行第二次加載,巖石表現(xiàn)出了明顯的Felicity效應(yīng),FR=0.805。圖16為試件在潮濕條件下預(yù)加載,而在干燥條件下重新加載時(shí)振鈴計(jì)數(shù)與荷載歷程曲線的關(guān)系,在該條件下,混凝土在僅達(dá)到前期最大荷載水平一半時(shí)就已經(jīng)出現(xiàn)了明顯的聲發(fā)射,Kaiser效應(yīng)嚴(yán)重失效,Felicity比平均值為0.556<1.0。圖17為試件在潮濕條件下預(yù)加載與重新加載時(shí)振鈴計(jì)數(shù)與荷載歷程曲線的關(guān)系,在該條件下,當(dāng)荷載超過(guò)前期最大荷載水平一定值時(shí),方有明顯的聲發(fā)射產(chǎn)生,Felicity比平均值為1.392>1.0。Lavrov認(rèn)為,由于干濕條件對(duì)混凝土試件的作用是十分復(fù)雜的,干濕條件對(duì)混凝土Kaiser效應(yīng)的影響機(jī)理至今還未被真正理解,而需要更多的試驗(yàn)作為根據(jù)對(duì)其進(jìn)行解析。3混凝土損傷的表征混凝土單軸拉伸條件下聲發(fā)射信號(hào)的產(chǎn)生與混凝土微觀結(jié)構(gòu)對(duì)外力的忍受程度有關(guān)。隨著外力增加,混凝土集團(tuán)之間、組分之間、乃至組成化學(xué)元素之間都可能產(chǎn)生滑移、錯(cuò)位以及裂紋形成和擴(kuò)展,而這些滑移、錯(cuò)動(dòng)乃至新裂紋產(chǎn)生的過(guò)程是不可逆的,這種不可逆的過(guò)程反映了混凝土內(nèi)部損傷的發(fā)展,其演變的最終結(jié)果即為混凝土的拉伸破壞。因此說(shuō)混凝土這種不可逆的過(guò)程反映了其受外力傷害的程度,這就是通常所說(shuō)的損傷。聲發(fā)射的釋放代