Page 136 - 《应用声学》2022年第6期

第 41 卷 第 6 期 Vol. 41, No. 6
2022 年 11 月 Journal of Applied Acoustics November, 2022

⋄ 研究报告 ⋄

混凝土声发射信号源定位精度的细观模型计算分析 ∗

黄逸群 1† 孙岳阳 2 王 洋 3 胡少伟 4

(1 福建工程学院土木工程学院 福州 350118)
(2 苏州科技大学土木工程学院 苏州 215009)
(3 武汉大学水利水电学院 武汉 430000)
(4 重庆大学土木工程学院 重庆 400000)
摘要：混凝土内部在断裂时会产生相应的声发射信号，通过这一信号，混凝土内部损伤断裂区域可以被定位。
然而，混凝土是一种多相非均匀材料，而声发射定位算法是基于均匀介质假设进行计算的，因此采用该算法对
其定位会产生一定的误差，有必要从细观的角度研究混凝土非均匀性对定位精度的影响。该文基于随机骨料
模型以及时差定位算法 (基于遗传算法)，建立了一种用于估计混凝土声发射定位误差的定量估算模型。采用
该模型定量估算分析了混凝土细观组分对其声速的影响，并在该分析结构的基础上继续分析了骨料含量以及
声速取值偏差对定位精度的影响。结果表明，在正常骨料含量变化范围内，骨料含量对定位精度影响不大，而
声速取值偏差对定位精度的影响远大于骨料含量对其的影响。
关键词：声发射；混凝土；细观模型；遗传算法
中图法分类号: TU112.6 文献标识码: A 文章编号: 1000-310X(2022)06-0982-08
DOI: 10.11684/j.issn.1000-310X.2022.06.016

Analysis of the acoustic emission source positioning accuracy based on

concrete mesostructure model

HUANG Yiqun 1 SUN Yueyang 2 WANG Yang 3 HU Shaowei 4

(1 School of Civil Engineering, Fujian University of Technology, Fuzhou 350118, China)
(2 School of Civil Engineering, Suzhou University of Science and Technology, Suzhou 215009, China)
(3 College of Water Resources and Hydropower, Wuhan University, Wuhan 430000, China)
(4 School of Civil Engineering, Chongqing University, Chongqing 400000, China)

Abstract: When cracks occur in concrete, the acoustic emission (AE) signals will be generated. Through these
signals, the inner fracture zone can be located. However, concrete is a multi-phase heterogeneous material,
and the calculation error will be exist when locating the AE signal source. A calculation model for estimating
the positioning error of concrete is established in this paper, based on the random aggregate model and time
difference positioning algorithm (based on genetic algorithm). The effect of meso content on the concrete
acoustic velocity is analyzed, and the multiple effects (of aggregate content, deviation of acoustic velocity) on
the positioning accuracy were also investigated. The analysis results show that the aggregate content has little
effect on the positioning accuracy. However, the positioning accuracy is greatly affected by the deviation of
acoustic velocity.
Keywords: Acoustic emission; Concrete; Meso-model; Genetic algorithm

2021-09-29 收稿; 2022-01-18 定稿
国家自然科学基金重点项目 (51739008), 福建工程学院校科研发展基金项目 (GY-Z21026)
∗
作者简介: 黄逸群 (1992– ), 男, 福建人, 博士, 讲师, 研究方向: 混凝土声发射信号定位。
† 通信作者 E-mail: yiqunhuang@fjut.edu.cn