Page 75 - 应用声学2019年第5期
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第 38 卷 第 5 期 陈育志等： BFRP 筋混凝土粘结 -滑移声发射特性研究 827
累积能量曲线随滑移继续缓慢增加，达到总能量的 在不同频段的百分比，发现主要集中在 10 kHz ∼
70%左右水平。声发射累计撞击数曲线则以线性趋 50 kHz、50 kHz ∼ 100 kHz、100 kHz ∼ 150 kHz、
势增加。声发射振铃计数在此阶段达到最高值后开 250 kHz ∼ 300 kHz四个范围。以50 kHz ∼ 100 kHz
始下降，高频段的声发射事件稀疏。 作为第一频率段，250 kHz ∼ 300 kHz作为第二频率
D阶段(c-d)是下降段，随着滑移的增加粘结力 段，可以推断出 BFRP 筋混凝土粘结 -滑移过程后
持续下降，与钢筋混凝土粘结-滑移下降段 [12] 相比， 期以 250 kHz ∼ 300 kHz 频段的声发射事件为主。
荷载曲线更平顺光滑，说明 BFRP 筋与混凝土之间 与钢筋混凝土粘结 -滑移过程声发射特性 [12] 对比
没有大量的混凝土破碎颗粒，咬合齿混凝土没有完 发现，声发射第一频率段是 10 kHz ∼ 50 kHz，第二
全剪坏。声发射累积能量曲线的增长趋势逐渐减缓 频率段是 100 kHz ∼ 150 kHz，破坏频率越低钢筋
直至保持水平。声发射累计撞击数曲线仍保持直线 混凝土粘结 -滑移引起的裂缝比 BFRP 筋尺寸及规
增加趋势，此时声发射事件主要来源于摩擦过程。 模都要大，这与 Sagaidak 等 [13] 得到频率随着裂缝
声发射振铃计数继续衰减，变化趋势与力学曲线变 尺寸及规模变化的结论一致。
化趋势一致，但声发射事件分布频段变化不大。
2.3 声发射b值
E 阶段 (d-e) 是残余段，与第一次峰值相比，
声发射b 值被众多学者用于研究混凝土类材料
BFRP 筋与混凝土之间的拔出力缺少了化学胶结
损伤过程，它是根据幅度分布计算得到的。BFRP
力，而且由于混凝土的咬合齿在第一峰值处发生部
筋混凝土粘结 -滑移过程中幅度低的声发射事件所
分损坏，机械咬合力与挤压摩擦力均有所降低，第二
占比例越大，则b 值越大，幅度高的声发射事件所占
次峰值荷载较小，约为第一次峰值的 50%。声发射
比例越大，则 b 值越小，所以 b 值代表了小振幅事件
累积能量曲线几乎保持水平，声发射累计撞击数曲
和大振幅事件的比例关系 [14−15] 。混凝土类材料破
线趋势基本不变。声发射振铃计数已经变得很小，
坏过程中，裂缝形成和扩展的不同阶段会产生很多
随着力学变化而无太大变化，高频段的声发射事件
幅度不同的声发射事件，因此基于声发射幅度分布
变得密集。 计算得到的声发射 b 值在不同的破坏阶段呈现不同
从以上分析中可以看出声发射峰值频率在 的趋势。将声发射 b 值作为损伤评价指标对混凝土
BFRP 筋混凝土粘结 -滑移过程呈现明显的区间特 损伤进行了研究。公式如下：
征，主要集中在10 kHz ∼ 600 kHz之间，随着滑移量
的增加在第一阶段后期逐渐出现高频声发射事件 lg N = a − b(A dB /20), (1)
密集的现象。以 50 kHz 为间隔划分，分别统计不同 其中，A dB 是用分贝表示的声发射事件峰值振幅；N
频段的声发射事件的分布特点。图7 是声发射事件 是频度增量，也就是某一时间，某一振幅范围内的声
发射事件数；a是经验系数；b就是b值。
图8是声发射b值随着滑移变化图。声发射b值
50 在 A 阶段及 B 阶段比较小且随着位移的增加而增
ܦԧ࠱ୣѤӴୣѤᄈѬඋ/% 35 加，裂缝初始破坏时声发射事件比较少，高幅度的
45
40
30
声发射事件比例偏高，声发射 b 值小，从 1.0 上升到
25
1.5。C 阶段的荷载无明显变化，裂缝的变化不够明
20
显，声发射b值基本保持不变。并且C阶段高幅度的
15
10
发射b值仍保持较低水平。到了D阶段，荷载开始减
0 5 声发射事件比例很高，所以到了 C 阶段的结束时声
0 100 200 300 400 500 600
Ҫဋ៨ϙᮠဋ/kHz 小，声发射事件的强度逐渐减小，混凝土裂纹的扩展
变得稳定，声发射信号主要来源于 BFRP 筋与混凝
图 7 声发射事件频段百分比
土之间的摩擦，声发射 b值出现了上升，在D阶段后
Fig. 7 The percentage of the AE hit number in
different frequency range 期的声发射 b 值保持在 2.0 ∼ 3.0 之间波动变化。此
