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聚合物改性水泥混凝土声—应力相关性试验研究

作　者: 杨洪武
导　师: 赵明阶
学　校: 重庆交通大学
专　业: 水工结构工程
关键词: 聚合物改性水泥混凝土敏感组分工作应力模型试验声波测试技术小波变换
分类号: TU528.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

本文基于国内外对混凝土和聚合物改性水泥混凝土声学特性的研究现状,运用模型试验、信号分析、统计分析等手段对聚合物改性水泥混凝土受载状态下的声学特性进行了研究,得出了聚合物改性水泥混凝土声-应力统计关系,提取了对声-应力关系敏感的组分,该敏感组分主要应用于锚索预应力声波测试技术中,预应力锚索作为一种实用有效的支挡工程措施已在边坡整治工程中得到了广泛应用,随着对其安全性和可靠性的日益重视,锚索预应力检测技术的重要性亦随之凸现。同其他检测方法相比,锚索预应力声波测试技术以其独特的优点具备广阔的应用前景,本文为该项技术由理论可行走向推广使用提供了一定的试验基础。本文的主要研究工作如下:1.为了提取出聚合物改性水泥混凝土中具备声-应力敏感性能的有效组分,试验前期试配了297种聚合物改性水泥混凝土微量样品材料,从中筛选出部分性能优良的聚合物改性水泥混凝土和声-应力敏感疑似材料,按照试验方案设计的配合比,制作成75组共225个聚合物改性水泥混凝土立方体试件。2.基于聚合物改性水泥混凝土材料的声脉冲信号的各种影响因素分析,对75组试件进行不同荷载条件下的声学测试试验。所有试验数据采用数据数字信号处理技术进行分析,从而为寻求聚合物改性水泥混凝土中对声-应力敏感的组分奠定了基础。3.利用傅立叶变换和小波变换对聚合物改性水泥混凝土超声波测试信号进行处理,分析了各声学参数同应力的相关性,得到了聚合物改性水泥混凝土声-应力统计关系。4.利用声-应力相关性处理软件系统,对不同组分的75组聚合物改性水泥混凝土试件声波测试信号进行处理,通过分析每种试验条件下声学参数同应力的敏感性,得到了聚合物改性水泥混凝土中对声-应力敏感的组分,但其敏感程度仍有很大的提高空间。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章绪论  8-28
  1.1 本课题的提出和研究的主要意义  8-9
  1.2 聚合物改性水泥混凝土超声波检测技术发展历史与应用现状  9-19
    1.2.1 聚合物超声波检测技术发展历史与应用现状  10-14
    1.2.2 混凝土超声波检测技术发展历史与应用现状  14-19
  1.3 聚合物改性水泥混凝土声－应力特性研究现状  19-26
    1.3.1 聚合物改性水泥混凝土研究现状  19-23
    1.3.2 混凝土声－应力特性研究现状  23-25
    1.3.3 聚合物改性水泥混凝土声－应力特性研究现状  25-26
  1.4 本课题的研究思路和主要工作  26-28
第二章聚合物改性水泥混凝土声－应力相关性研究的理论基础  28-52
  2.1 引言  28
  2.2 弹性固体中的超声波  28-33
    2.2.1 超声波的传播和波型  28-31
    2.2.2 超声波的发射和接收  31-32
    2.2.3 超声波在弹性固体中的波动方程  32-33
  2.3 超声波应力检测的理论基础  33-37
    2.3.1 声弹性理论  33-35
    2.3.2 超声波波速与应力的关系  35-37
  2.4 普通水泥混凝土材料声脉冲速度影响因素分析  37-42
  2.5 聚合物改性水泥混凝土材料声脉冲速度影响因素分析  42-51
    2.5.1 聚合物结构类型和改性常用聚合物  42-44
    2.5.2 聚合物改性水泥混凝土内部结构形成过程  44-46
    2.5.3 聚合物改性水泥混凝土内部结构微观形貌分析  46-50
    2.5.4 聚合物改性水泥混凝土声速影响因素分析  50-51
  2.6 本章小结  51-52
第三章聚合物改性水泥混凝土声－应力相关性试验研究  52-78
  3.1 引言  52
  3.2 室内试验方案设计  52-53
  3.3 试验用原材料  53-56
    3.3.1 配制聚合物改性水泥混凝土的基质材料  53-54
    3.3.2 配制聚合物改性水泥混凝土的改性材料  54-56
  3.4 聚合物改性水泥混凝土微量样品试配试验  56-58
  3.5 聚合物改性水泥混凝土试件的配制  58-73
    3.5.1 主要以聚合物乳液改性的试件配合比设计  58-60
    3.5.2 主要以环氧树脂改性的试件配合比设计  60-63
    3.5.3 主要以外加剂和外掺料改性的试件配合比设计  63
    3.5.4 聚合物改性水泥混凝土试件实物图  63-73
  3.6 试验仪器和测试方法  73-77
    3.6.1 试验设备与注意事项  73-74
    3.6.2 聚合物改性水泥混凝土试件的超声波测试  74-77
  3.7 本章小结  77-78
第四章聚合物改性水泥混凝土声信号处理技术研究  78-100
  4.1 引言  78
  4.2 傅立叶变换与声波信号处理  78-81
    4.2.1 傅立叶变换  78-79
    4.2.2 声波信号的傅立叶变换分析  79-81
  4.3 小波变换理论与声波信号处理  81-88
    4.3.1 小波变换理论的提出  81
    4.3.2 小波与小波变换  81-83
    4.3.3 离散小波变换的快速算法  83-86
    4.3.4 声波信号的小波分析  86-88
  4.4 聚合物改性水泥混凝土材料声学参数随应力的变化规律  88-97
    4.4.1 聚合物改性水泥混凝土声波基本参数与应力的相关性  89
    4.4.2 原始信号波谱参数与应力的相关性  89-92
    4.4.3 小波变换下不同频带信号波谱参数与应力的相关性  92-96
    4.4.4 声－应力敏感参数的确定  96-97
  4.5 混凝土工作应力声测技术软件简介  97-99
    4.5.1 软件概述  97
    4.5.2 软件设计思想  97-98
    4.5.3 软件系统界面设计与介绍  98-99
  4.6 本章小结  99-100
第五章聚合物改性水泥混凝土声－应力相关性影响因素的敏感性分析  100-137
  5.1 引言  100
  5.2 普通水泥混凝土的声－应力敏感性分析  100-103
  5.3 聚合物乳液对混凝土声-应力敏感性的影响分析  103-116
  5.4 环氧树脂对混凝土声-应力相关性的影响分析  116-124
  5.5 外加剂和外掺料对混凝土声-应力相关性的影响分析  124-136
  5.6 本章小结  136-137
第六章结论与建议  137-139
  6.1 试验研究结论  137
  6.2 进一步研究的建议  137-139
致谢  139-140
参考文献  140-144
在学期间发表的论著及取得的科研成果  144

聚合物改性水泥混凝土声—应力相关性试验研究

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