混凝土破裂过程的声发射活动特性及声波传播规律研究
田泽峰
(辽宁省交通科学研究院， 沈阳 110015)
摘 要：应用声发射监测系统和混凝土超声测试仪，在混凝土试样的表面布设传感器，应用单纯形定位算法对
声发射事件进行定位，实验研究了混凝土(C20)破裂失稳过程中其声发射活动特性及声波波速传播规律。
关键词：声发射；破裂过程；混凝土；超声波速；裂纹初始
中图分类号：U445.7 文献标识码：B 文章编号：1673-6052(2009)04-0075-03
1 引 言
混凝土作为重要的建筑材料广泛地使用于各种建筑结构之中，其断裂破坏机理已经被广泛地研究。当外部荷载达到或者接近混凝土极限承载能力时，混凝土结构展现出特殊的表现形式，最主要的是混凝土的破坏发展是和微裂纹初始和扩展密切相连的。当混凝土出现微裂纹扩展时，将以弹性波的形式瞬时释放能量，即为声发射(Acoustic Emission，也称AE)。在大多数材料中伴随脆性破裂的由微裂纹的产生或发育而引起的声发射是普遍存在的现象，包括混凝土。声发射和超声速率量测技术逐渐地成为混凝土力学变化研究的工具。这个技术要优越于其它损伤评价方法，比如光学或电子显微镜扫描，这项技术无须插入并且试样的整体都在所观察的范围之内。Rogers and Phillips使用声发射和超声技术量测大体积混凝土超声波速及其信号衰减，发现混凝土的成份和质量影响。本文主要是应用声发射技术和超声波速量测，研究单轴压缩条件下混凝土破裂失稳全过程其声发射活动及声波波速变化，借以判断混凝土质量的好坏。
2 试样制作及声发射监测系统
2.1试样制作及加载条件
实验采用混凝土的标号为C20，其水泥：砂子：石子比例为1：2.2：3.4，水灰比为0.65，砂率为40％，试样尺寸为150mm×150mm×150mm。混凝土浇注1d之后脱模，并在标准养护室养护28d，其物理力学性质见表1。为对含裂纹试样破裂失稳过程进行研究，特在东北大学岩石失稳与控制实验室设计一套试验系统：(1)加载系统：采用液压式压力试验机(NYL-500型，最大荷载500t)进行加载，控制试验机的加载速率为1.6kN/s；
