Page 94 - 《应用声学》2021年第4期
P. 94
578 2021 年 7 月
ᫎ=0.001 s ʹ: ͯረ (m) 件下，面波监测的效果较好。
T10 -11
m
⊲
⊲
⊲ 25 参 考 文 献
m 20 [1] 胡少伟. PCCP 在我国的实践与面临问题的思考 [J]. 中国水
利, 2017(18): 25–29.
15
֓ Hu Shaowei. Considerations on practice and problems
10 of PCCP in China[J]. China Water Resources, 2017(18):
֓
25–29.
5
⊲ [2] 胡少伟. 预应力钢筒混凝土管 (PCCP) 结构承载安全评价理
y x ⊲ m 论与实践 [M]. 北京: 中国水利水电出版社, 2011.
0
z [3] 胡少伟, 沈捷, 王东黎, 等. 超大口径预存裂缝的预应力钢
筒混凝土管结构分析与试验研究 [J]. 水利学报, 2010, 41(7):
图 32 体波监测裂缝长 600 mm、宽 30 mm、深
876–882.
34 mm 情况下的位移场 (10 kHz) Hu Shaowei, Shen Jie, Wang Dongli, et al. Experiment
Fig. 32 Displacement field under body wave mon- and numerical analysis on super caliber prestressed con-
crete cylinder pipes with cracks[J]. Journal of Hydraulic
itoring (600 mm length, 30 mm width, 34 mm
Engineering, 2010, 41(7): 876–882.
depth, 10 kHz)
[4] 胡少伟, 沈捷. 超大口径 PCCP 内断丝对其承载能力影响研
究 [J]. 水利水电技术, 2011, 42(4): 41–44.
4 结论 Hu Shaowei, Shen Jie. Study on impact from wire-
breaking inside of super-large diameter PCCP on its bear-
(1) 模型结果的输出步长、网格划分精细度、频 ing capacity[J]. Water Resources and Hydropower Engi-
率以及压电片间距是影响稳定性的主要因素。可以 neering, 2011, 42(4): 41–44.
[5] 张红. 回眸凝望隐性的丰碑 ——致敬中国预应力钢筒混凝土
通过缩短模型结果输出步长、细化网格、选择合适 管 (PCCP) 发展三十年 [J]. 混凝土世界, 2019(11): 8–12.
的频率及压电片间距，消除以上不稳定因素的影响。 [6] 孙威, 阎石, 蒙彦宇, 等. 压电陶瓷混凝土结构应力波衰减
(2) 接收端信号随裂缝深度增加时变化最为明 特性试验 [J]. 沈阳建筑大学学报 (自然科学版), 2010, 26(5):
833–837.
显，接收端电压随裂缝深度增加时的最大下降幅值 Sun Wei, Yan Shi, Meng Yanyu, et al. Experimental re-
可达0.8 mV，占无裂缝时电压值的33.3%，对预应力 search on stress wave attenuation behavior of concrete
钢丝是否即将遭受腐蚀具有预警作用；而接收端信 structure with piezoelectric ceramic sensors[J]. Journal
of Shenyang Jianzhu University (Natural Science), 2010,
号幅值在裂缝宽度达到一定值后会缓慢增加，随裂 26(5): 833–837.
缝长度的增加变化不明显。 [7] 李冬生, 井自豪. 基于压电智能骨料的混凝土冻融损伤检
(3) 对于管线而言，PZT 片之间的间距越大所 测 [J]. 福建建设科技, 2018(5): 1–4.
Li Dongsheng, Jing Zihao. Freeze thaw damage detection
需 PZT 片个数越少，监测总成本越低，这也就要求
of concrete based on piezoelectric intelligent aggregate[J].
尽量地使用较低频率 (所需源偏移距大) 进行监测， Fujian Construction Science & Technology, 2018(5): 1–4.
然而频率过低对 PCCP 砂浆保护层裂缝的开裂监 [8] Soh C K, Tseng K K H, Bhalla S, et al. Performance
of smart piezoceramic patches in health monitoring of a
测敏感度也会下降。若依然采用较低监测频率时
RC bridge[J]. Smart Meterials and Structures, 2000, 9(4):
的PZT 间距使用高频去进行监测 (表面波早已稳定 533–542.
形成)，对前期裂缝发展更为敏感，但由于高频应 [9] Song G, Gu H, MO Y L, et al. Concrete structural health
力波衰减过快，会导致对后期裂缝的发展过程无法 monitoring using embedded piezoceramic transducers[J].
Smart Meterials and Structurals, 2007, 16(4): 959–968.
准确识别，因此需要找到一种折衷的信号频率值及 [10] 李震. 基于压电陶瓷的型钢混凝土柱界面缺陷识别研究 [D].
相对应的压电片间距。本研究中，在保持压电片间 长沙: 湖南大学, 2015.
[11] 田振. 基于时间反演的混凝土中应力波传播特性研究 [D]. 大
距相同 (1.2 m) 的情况下，5 kHz 的监测效果不佳，
连: 大连理工大学, 2016.
15 kHz 的前期监测效果较好，其接收端电压随裂缝 [12] 齐宝欣, 张雨, 李佳诺, 等. 基于压电传感器的混凝土损伤检
深度增加时的最大下降幅值是用 10 kHz 监测时的 测数值模拟 [J]. 压电与声光, 2018, 40(3): 442–447.
2 倍，但由于其波形后期出现畸变 (电压值小)，综合 Qi Baoxin, Zhang Yu, Li Jianuo, et al. Numerical sim-
ulation of concrete damage detection based on piezoelec-
考虑10 kHz为监测的最优频率。 tric sensor[J]. Piezoelectrics & Acoustooptics, 2018, 40(3):
(4) 体波与面波包含的能量相差悬殊，符合客 442–447.
观规律，且用面波监测时的最大下降幅值为体波时 [13] Hamada M. Earthquake-resistant design and reinforce-
ment[M]. Berlin: Springer, 2014.
的 4 倍，所以在 1.2 m 间距及 10 kHz 电压源频率条
