[发明专利]基于声发射技术测量混凝土单轴受拉损伤演化方程的试验方法

摘要

本发明公开了一种基于声发射技术测量混凝土单轴受拉损伤演化方程的试验方法，利用声发射技术监测混凝土微观裂缝出现至断裂过程区完全形成的过程中所释放应变能的变化，以此反映混凝土受拉应力‑应变全曲线所对应的材料损伤演化过程，通过拟合实验数据，得到了单轴受拉损伤演化方程的函数表达式。该模型能够可靠地预测混凝土单轴受拉时应力‑应变曲线中的强化段、软化段以及加卸载作用下刚度的退化。本发明方法对于开展混凝土本构理论及其试验研究具有重要的应用价值。

主权项

1.一种基于声发射技术测量混凝土单轴受拉损伤演化方程的试验方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)开展混凝土梁三点弯断裂试验，试验测得初始裂缝萌生，荷载P＝P_ini，至宏观裂缝出现，荷载P＝P_max，由此确定断裂过程区从出现至完全形成的完整过程，P_ini为微观裂缝萌生临界荷载，P_max为最大荷载；(2)利用数字散斑应变测试仪和声发射测试仪，分别监测初始缺口尖端应变的发展和断裂过程区应变能的释放；(3)以断裂过程区从出现至完全形成所释放应变能的变化定义单轴受拉损伤因子d_t为：式中，Π(ε_t)和Π分别是与初始缺口尖端的受拉应变ε和ε＝∞相对应的断裂过程区内释放的单位面积应变能，g_t(ε_t)和g_t分别是应变从零到ε_t和从零到∞释放的单位体积应变能，x是断裂过程区内计算点至初始缺口边缘的距离，l_f是断裂过程区长度，l_f(x)是当初始尖端受拉应变为ε时的断裂过程区的长度；(4)根据监测的声发射能量，得到断裂过程区应变能释放的变化过程，由此确定混凝土受拉损伤演化方程的声发射参数形式：式中，表示从初始加载到加载时间为t时的累积声发射能量；是断裂过程区从出现至完全形成释放的累积声发射能量；(5)根据监测的初始缺口尖端应变，得到相应的非线性应变为：(6)由上述监测结果，拟合d_t和之间的函数表达式，根据试验数据的变化特征，其数学表达式取为：式中，β为材料参数，通过对试验数据拟合得到。