Page 84 - 《应用声学》2021年第3期

402 2021 年 5 月

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1 # 2 # 3 # 4 # 5 # 6 # 7 # 8 # 9 # 10 # 11 # 12 # 13 # 14 # 15 # 16 # 17 #
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图 2 人工激发源波速试验方案
Fig. 2 Test scheme for wave velocity of artificial excitation source

(1) 沿长度方向的表面等距离安装 17 个声发 大，水泥混凝土中标准AE信号的基准波速越小。当
射传感器， 布置间距为 10 cm， 传感器编号由 水灰比为 0.3、0.33 和 0.36 时，V d 分别为 4639 m/s、
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1 ∼ 17 ，断铅点与传感器布设方案如图2所示。 4378 m/s 和3465 m/s，如图 3(a) 所示。水泥混凝土
(2) 在断铅点及传感器附近进行3次PLB试验， 中标准 AE 波速均表现出随距离增加而衰减的趋
验证传感器契合度。 势，如图 3(b) 所示。砂率和骨料最大粒径相同时，
(3) 试验开始，在断铅点间隔 2 s 进行 5 次断铅， 当水灰比为 0.3、0.33 和 0.36 时，R a 的范围分别为
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1 ∼ 17 传感器分别采集信号。 −1% ∼ −54%、−8% ∼ −54% 和5% ∼ −34%，变异
(4) 分析波形，提取传感器的信号达到时间T。 系数分别为0.57、0.35 和0.09，即水灰比越大，AE波
(5) 以 1 传感器的信号达到时间为断铅信号 速随距离的衰减越少。
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发出时间，2 # ∼ 17 传感器的信号到达时间为接 5000
收时间，分别计算传播距离为 100 mm、200 mm、 w⊳c/⊲
w⊳c/⊲
300 mm、· · · 、1600 mm时的AE波速。 ฉᤴ/(mSs -1 ) 4000 w⊳c/⊲

1.2 AE波速衰减规律 3000
1.2.1 评价指标 2000
0 200 400 600 800 1000
观察 AE 波速随距离的衰减现象的过程中，应 ᡰሏ/mm
选取一个恰当的基准波速 (Datum acoustic emis- (a) ฉᤴ෹͜୧ᡰሏᄊԫӑৱц
sion velocity) V d 作为比较对象。本文采用传播距离 0
100 mm时的AE波速做为基准波速。 w⊳c/⊲
w⊳c/⊲
采用波速衰减率(Attenuation rate of acoustic ฉᤴᛰѓဋ/% -20 w⊳c/⊲
emission wave velocity) R a 来评价 AE 波速随距离 -40
的衰减程度。波速衰减率表示不同传播距离时的
-60
AE波速与基准波速的比值，单位为%。 200 400 600 800 1000
ᡰሏ/mm
R a = V x /V d , (1) (b) ฉᤴ෹͜୧ᡰሏᄊᛰѓৱц
式 (1) 中：V x 为 AE 在传播路径上不同传播距离时 图 3 水灰比对波速的影响
的波速，m/s；V d 为基准波速，m/s。 Fig. 3 Influence of water cement ratio on wave
在人工激发源 AE 波速试验中获取的有效试验 velocity
数据为布置在 1000 mm 以内的传感器信号到达时
1.2.3 砂率的影响
间，超过此距离时传感器未接收到信号 (或未达到
将相同水灰比和骨料粒径、不同砂率条件下
门槛值)，因此本文分析的 AE 波速衰减为 1000 mm
AE 波速随传播距离的变化情况绘制于图 4，结果
以内的波速衰减规律。
表明：当砂率增大时，水泥混凝土中标准 AE 基准
1.2.2 水灰比的影响 波速的变化区别不大。当砂率为 0.47、0.50 和 0.55
将相同砂率和骨料粒径、不同水灰比条件下 时，V d 分别为 4114 m/s、4639 m/s 和 3950 m/s，如
AE 波速随传播距离的变化情况绘制于图 3，结果 图 4(a) 所示。标准 AE 在不同砂率的水泥混凝土中
表明：当砂率和骨料最大粒径相同时，水灰比越 传播时，其波速均表现出随距离增加而衰减的趋