混凝土材料多向受压时声发射性能试验研究

混凝土在多向受力(即平面应力状态和三向应力状态)时的力学指标和破坏模式同单轴时有很大差异。这种差异同样也体现在声发射特性上面。有关混凝土在多向应力状态下声发射性能的研究不是很多。这主要是由于这方面的试验具有一定难度,尤其是声发射检测方面的难度较大。

混凝土试块在三轴压缩时声发射性能的研究成果。试验所用的试块尺寸为36mm×72mm,试块由玻璃球(直径为5mm)和水泥浆拌和而成。所采用的试验方法是常规的两阶段法,即首先增加围压(P)至设定的值,然后增加轴压(σ1)。在增加轴压的过程中,保持加载速率恒定,以保证在轴压增加过程中的应变率不变。在这个过程中,通过固定在活塞上的声发射传感器进行声发射的实时检测。

图4-5给出了所测得的相对于不同围压下的脉冲数与偏应力(σ1-P)之间的关系曲线,以及所谓的声发射率(N*)的等值线。这里所说的声发射率(N*)为相对声发射率,它被定义为:N*=△N/△σ。根据图中所示的曲线,并参照横向应变与轴向应变曲线,总结出了在σ1-P平面上的3个特征区。即“弹性区”、“非微破裂区”和“微破裂区”。弹性区是指应力-应变曲线中的直线段。而非微破裂区与微破裂区则以N*=2.5x104振铃数/MPa所对应的直线为分界线。

另外,通过三轴蠕变试验发现,在围压和轴压同时增加时,非微破裂区对应着稳定性的蠕变,而微破裂区则对应着延迟性的破坏。据分析,试块在处于非微破裂区时所发出的声发射信号主要产生自原生裂纹表面之间的错动和摩擦。

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