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钢筋混凝土结构中钢筋和混凝土之间存在的粘结作用是二者能够协同工作的基本前提。但由于粘结是结构中各材料相之间复杂的相互作用,影响的因素很多,其破坏机理复杂,至今尚未形成一套可靠全面的有关钢筋混凝土界面粘结问题的理论。因此,粘结问题的研究在钢筋混凝土结构研究领域中,是目前最为活跃、最有发展潜力的热点之一。虽然国内外对于粘结问题的研究已经取得了相当大的进展,但由于缺乏完备的理论和先进的技术支持,仍然存在很多未解决的问题;现今,随着各类相关检测技术的不断成熟,已形成了研究此类问题的一些有效实用技术和途径,声发射(Acoustic Emission,简称AE)技术便是其中之一。AE技术具有的实时、动态、简便、非破坏性等特点,这使得该技术在结构损伤检测方面呈现出巨大的应用潜力,但是在实际工程应用中还鲜见借助该技术对粘结问题进行评价与分析。因此,将声发射技术应用于结构粘结问题的研究具有重要的工程应用价值和理论意义。
本文在总结前人研究成果的基础上,对粘结问题进行了较全面的分析,并针对其中的一些难点问题,进行了基于试验和声发射技术分析两个方面的研究。
1)通过对中心拉拔试验受力各阶段采集到的声发射信号进行基于Gabor小波的时频分析和声源定位的声发射事件数分析,揭示出各受力阶段的声发射特性。结果表明,声发射信号能很好地表征界面粘结滑移状况。
2)设计了一个在试件两侧边预埋钢筋的特殊拔出试验。对该试验中钢筋受力进行分析,考察了其同时处于拉伸和弯曲受力状态下构件的损伤情况;对试验中采集的声发射信号进行小波分析,提炼出构件在拉拔试验时各受力阶段的时频特性;此外,根据测定的应变数据,分析了试件界面上的粘结状况。
本文对钢筋与混凝土之间的粘结性能开展的基于试验与声发射技术两个方面的研究,其所得的成果为今后的研究人员提供了一些借鉴,对工程实践有一定的指导作用。