[发明专利]一种混凝土在侵蚀条件下粘性效应演化的测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种混凝土在侵蚀条件下粘性效应演化的测定方法，尤其涉及一种混凝土材料的松弛时间演化和损伤演化的测定方法。 

背景技术

粘性效应是反映混凝土性能一个重要特征之一。粘性效应演化可以有松弛时间的演化以及混凝土波速以及密度演化来表征。松弛时间是表征混凝土材料本构模型的重要参数，混凝土松弛时间的演化规律反映混凝土在侵蚀条件下的失效过程。因此研究混凝土粘性效应的演化规律，对于预测混凝土在侵蚀条件下的失效程度具有重大的现实意义。 

中国专利200910152927.6公开了一种粘弹性材料松弛时间的测定方法，其涉及混凝土在侵蚀条件下松弛时间的测试方法，实现了粘弹性材料松弛时间的测量，但并没有提出混凝土材料在侵蚀条件下的损伤的测定方法和计算方法，此外，其对松弛时间测定方法仅限于一维状态，并不能很好的表征混凝土在侵蚀条件下粘性效应演化。 

发明内容

发明目的：为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种精度高的混凝土在侵蚀条件下粘性效应演化的测定方法。 

技术方案：本发明提供的一种混凝土在侵蚀条件下粘性效应演化的测定方法，包括混凝土在侵蚀条件下松弛时间演化的测试和混凝土损伤演化的测定，包括以下步骤： 

(1)在待测混凝土试样上沿长度方向间隔一定距离依次标记一组测点的位置； 

(2)在非金属超声波检测仪的换能器上均匀涂抹耦合剂，并将换能器的发射端沿与试件长度方向平行方向或者垂直方向固定在第一个测点上，将换能器的接收端沿与试件垂直方向固定在第二个测点上，测出第二个测点的超声波波形； 

(3)保持换能器的发射端不动，将换能器的接收端按照与第二个测点相同的操作方式依次固定在其他测点上，在每次测试时都设置非金属超声波检测仪的增益系数相同，依次测定其他测点的超声波波形；同时，记录最后一个测点的超声波波速c_L； 

(4)根据所得到的每个测点的超声波波形，提取每个测点的超声波波形的首波波形，同时记录首波波幅值；对每个测点的超声波波形的首波波幅值和对应该波幅值的超声波 传播距离通过公式θ₀＝Aexp(-α_Lx)进行数据拟合，得到首波波幅衰减系数α_L；其中，α_L为首波波幅衰减系数，x为超声波传播的距离，A为常数，θ₀为超声波首波波幅值； 

(5)测定混凝土在侵蚀条件下松弛时间τ_M：采用公式计算该混凝土试样的松弛时间τ_M；其中，ω为非金属超声波检测仪的超声波频率，c_L为最后一个测点的超声波波速，α_L为首波波幅衰减系数； 

(6)测定待测混凝土试样损伤η(t)：采用公式计算测定待测混凝土试样损伤η(t)；其中，c(t)为最后一个测点的超声波波速，ρ(t)为该时刻的混凝土的密度； 

(7)在不同的测定时间，重复步骤(1)至(6)，即得混凝土在侵蚀条件下不同时间松弛时间演化规律以及混凝土损伤的演化规律，即可定量得出混凝土粘性效应随时间演化的规律。 

其中，步骤(1)中，间隔距离为100mm。 

下面说明衰减系数拟合公式和松弛时间公式以及混凝土损伤公式的推导过程： 

在材料中传播的粘弹性波的控制方程可以由动量定理得出： 

∂σ∂x=ρ∂2u∂t2---(1)]]>

上式中，σ是应力向量，ρ是材料密度，u是位移向量，x是坐标系向量，t表示时间。