《基於超聲二次諧波理論的混凝土無損檢測研究》是依託北京航空航天大學，由陳軍擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於超聲二次諧波理論的混凝土無損檢測研究
- 依託單位：北京航空航天大學
- 項目負責人：陳軍
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
由於各種極限荷載的作用和惡劣服役環境的侵蝕，混凝土構件內部極易產生累積損傷，威脅結構服役安全。所以，研究有效可靠的結構無損探傷技術對於混凝土結構的健康狀況監測和全壽命周期安全維護具有很重要的現實意義。傳統超聲無損檢測技術如波速法、衰減法等假設受損結構保持線性本構關係，對與結構損傷高度關聯的材料本構非線性缺乏研究，無法有效量化檢測結構損傷早期微裂縫。本課題擬基於超聲縱波在非線性介質中傳播的二次諧波理論研究新的混凝土損傷表征模型和無損檢測試驗技術，主要內容有：（1）考慮傳播衰減的超聲二次諧波模型和混凝土二階損傷參數表征式；（2）定量評估混凝土損傷的二次諧波試驗系統；（3）荷載作用下混凝土損傷的二次諧波檢測。研究成果將構建衰減效應下二階損傷參數與二次諧波的理論關聯，研發能有效定量檢測混凝土裂縫的超聲二次諧波試驗系統，為混凝土結構健康監測提供具有較高靈敏度和準確度的新技術。
結題摘要
本項目基於非線性超聲傳播理論，系統研究了考慮衰減的二次諧波模型並研發相關技術進行混凝土損傷檢測的實際套用，主要完成的研究內容包括：（1）考慮傳播衰減的超聲二次諧波模型和混凝土二階損傷參數表征式；（2）定量評估混凝土損傷的二次諧波試驗系統；（3）混凝土構件損傷的二次諧波檢測。本項目的重要研究結果包括：通過攝動近似法，得到考慮信號衰減的超聲二次諧波幅值與混凝土二階損傷參數的理論表達式；研發二次超聲實驗系統檢測了砂漿和混凝土試塊的人造裂縫、混凝土塊受壓破壞損傷、岩石受壓和高溫破壞損傷等不同損傷形式，實驗測量的二階損傷參數對不同損傷形式均表現較高的靈敏度，損傷狀態時參數較無損狀態時參數增長2-3個數量級。本項目研究結果表明，二次諧波理論中表徵結構損傷的二階非線性參數的損傷檢測靈敏度較傳統線性超聲參數如超音波速等提高10倍以上，有效提高了測量的可靠性和魯棒性，對混凝土結構內部損傷的無損檢測具有重要套用價值。
