本文關(guān)鍵詞：大壩振動臺模型試驗(yàn)的損傷檢測方法研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：一大批在建和擬建的高混凝土拱壩,都坐落在我國的云貴川和西藏等地區(qū),但是我國的大部分高烈度地震都發(fā)生在這些地區(qū)。如果這些位于大江大河中上游的高拱壩發(fā)生事故,就必將會對下游地區(qū)產(chǎn)生難以估量的災(zāi)難和損失,因此高混凝土壩在強(qiáng)震作用下健康檢測和損傷發(fā)展分析成為我國水利工程建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)問題。目前研究比較廣泛的高拱壩模型動力破壞實(shí)驗(yàn)是研究高拱壩在地震作用下的破壞機(jī)理和抗震安全性極其重要的研究方法之一。壓電陶瓷由于具有響應(yīng)快、線性相關(guān)性好、價(jià)格低廉、頻響范圍寬及良好的正逆壓電效應(yīng)等優(yōu)良特點(diǎn),使其具有良好的驅(qū)動、傳感功能,特別是壓電陶瓷良好的埋入性能令其尤其適合混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部損傷的探測。正是因?yàn)檫@些特點(diǎn),壓電陶瓷傳感器被廣泛用于土木結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域的健康檢測研究。雖然在高拱壩動力模型實(shí)驗(yàn)中,曾有利用基于壓電陶瓷傳感器的阻抗法檢測模型的損傷,但是在利用基于壓電陶瓷的應(yīng)力檢測和波動法健康檢測方面還是空白。本文通過一系列試驗(yàn),對高拱壩仿真混凝土模型利用壓電陶瓷傳感器進(jìn)行應(yīng)力和損傷檢測,簡要做出以下工作：把若干個(gè)壓電陶瓷傳感器澆筑到兩個(gè)仿真混凝土梁內(nèi)部兩端的特定位置上,每根仿真混凝土梁模擬損傷的方式不同,一根采用人工切縫方式模擬宏觀損傷,另一根采用三點(diǎn)彎的方法來模擬微觀損傷。實(shí)驗(yàn)過程中,位于混凝土梁內(nèi)部一端的壓電傳感器激發(fā)特定應(yīng)力波,同時(shí)另一端的壓電傳感器接收應(yīng)力波,采用壓電波動法對混凝土梁進(jìn)行掃描。把接收到的結(jié)構(gòu)損傷數(shù)據(jù)在時(shí)域、頻域內(nèi)進(jìn)行分析,同時(shí)對于這些數(shù)據(jù)也利用小波包的方法進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明利用壓電波動法不僅可以檢測出仿真混凝土結(jié)構(gòu)的宏觀和微觀損傷,同時(shí)還可以有效的反映結(jié)構(gòu)的損傷狀態(tài)。利用電液伺服試驗(yàn)機(jī)對壓電陶瓷傳感器進(jìn)行動應(yīng)力標(biāo)定實(shí)驗(yàn),對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行線性擬合,計(jì)算出壓電陶瓷傳感器對動應(yīng)力的靈敏度。研究發(fā)現(xiàn),試驗(yàn)機(jī)加載曲線和壓電陶瓷傳感器輸出曲線的線性相關(guān)度非常高,不同應(yīng)變率下的靈敏度系數(shù)非常穩(wěn)定,可以用于大壩模型的動應(yīng)力檢測。最后把壓電傳感器布置在高拱壩仿真混凝土模型拱頂內(nèi)部的特定位置上,同時(shí)在大壩模型拱冠頂部的中軸線位置上布置加速度傳感器,在動力模型試驗(yàn)工程中采集應(yīng)力、損傷和加速度數(shù)據(jù),并記錄模型的裂縫發(fā)展情況。對采集到的損傷數(shù)據(jù)在時(shí)域、頻域和小波包分析,并和應(yīng)力。加速度肉眼觀測的裂縫發(fā)展進(jìn)行對比,結(jié)果發(fā)現(xiàn)應(yīng)力和損傷數(shù)據(jù)變化對結(jié)構(gòu)的損傷更敏感,能夠更早的檢測出結(jié)構(gòu)的損傷及其出現(xiàn)的位置。
【關(guān)鍵詞】：壓電陶瓷傳感器 仿真混凝土 拱壩 動力模型實(shí)驗(yàn)
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TV642.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目錄7-9
• 1 緒論9-19
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 研究意義10-11
• 1.3 研究現(xiàn)狀11-18
• 1.3.1 大壩模型損傷檢測國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3.2 壓電材料基本理論13-15
• 1.3.3 壓電傳感器基本理論15-16
• 1.3.4 利用壓電傳感器的主動損傷檢測國內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3.5 利用壓電傳感器的被動損傷檢測國內(nèi)外研究現(xiàn)狀17-18
• 1.4 論文主要工作18-19
• 2 基于壓電傳感器的結(jié)構(gòu)損傷主動探測方法19-42
• 2.1 主動損傷探測原理19-20
• 2.2 損傷信號分析方法20-24
• 2.3 混凝土梁損傷檢測試驗(yàn)24-40
• 2.3.1 試驗(yàn)?zāi)康?/span>24-25
• 2.3.2 試驗(yàn)設(shè)備及數(shù)據(jù)采集設(shè)備25-26
• 2.3.3 試件制作與實(shí)驗(yàn)方案26-30
• 2.3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析30-40
• 2.4 本章小結(jié)40-42
• 3 基于壓電傳感器的結(jié)構(gòu)內(nèi)部應(yīng)力被動監(jiān)測方法42-50
• 3.1 被動損傷監(jiān)測原理42-43
• 3.2 壓電傳感器應(yīng)力標(biāo)定實(shí)驗(yàn)43-49
• 3.2.1 試驗(yàn)?zāi)康?/span>43
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)43-44
• 3.2.3 試件與加載方案44-47
• 3.2.4 靈敏度系數(shù)標(biāo)定47-49
• 3.3 本章小結(jié)49-50
• 4 高拱壩振動臺模型試驗(yàn)50-62
• 4.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>50
• 4.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及數(shù)據(jù)采集設(shè)備50-51
• 4.3 模型與加載方案51-52
• 4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析52-60
• 4.5 本章小結(jié)60-62
• 結(jié)論62-64
• 參考文獻(xiàn)64-67
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況67-68
• 致謝68-69

【參考文獻(xiàn)】

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中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 楊曉明;土木工程結(jié)構(gòu)的性能監(jiān)測系統(tǒng)與損傷識別方法研究[D];天津大學(xué);2006年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 申耀國;基于阻抗的混凝土結(jié)構(gòu)損傷評估方法研究[D];大連理工大學(xué);2012年

  本文關(guān)鍵詞：大壩振動臺模型試驗(yàn)的損傷檢測方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：384691