测量期间压应力对基于波速混凝土损伤值的影响

刘恒; 杨予; 徐佳慧; 周强兵; 孔世超

doi:10.3969/j.issn.1000-1158.2025.05.14

PDF(2719 KB)

计量学报 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (5) : 716-722. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2025.05.14

力学计量

测量期间压应力对基于波速混凝土损伤值的影响

作者信息 +

Influence of Compressive Stress State during Measurement Period on Damage Calculation of Concrete Base on Wave Velocity

Author information +

文章历史 +

摘要

研究了混凝土轴压柱测量期间压应力状态对其超声波速及基于波速损伤值的影响，并提出了对应损伤值修正方法。首先，从机理上分析了压应力状态对裂缝形态和波速测量结果的影响；其次，通过混凝土柱轴压试验，测量了不同压应力状态下超声波速并对比其对损伤计算结果的影响；最后，给出了一种可修正测量期间压应力状态影响的实用损伤计算方法。结果表明：轴压方向波速受测量期间压应力状态影响较大，基于不同压应力状态下波速测量值计算出的试件损伤值相对误差最大可达66.2%，采用修正方法可将该误差减少到2.6%。

Abstract

The influence of compressive stress state on ultrasonic velocity and damage calculation of axially compressed concrete columns based on wave velocity during measurement was studied， and a corresponding damage correction calculation method was proposed. Firstly， the influence of compressive stress state on fracture morphology and wave velocity measurement results was analyzed. Secondly， through axial compression tests on the concrete columns， the ultrasonic velocities under different compressive stress states were measured and their influences on the damage calculation results were compared. Finally， a practical damage calculation method that can correct the influence of compressive stress state during measurement was given. The results showed that the wave velocity in the axial compression direction is greatly affected by the compressive stress state during the measurement. The maximum relative error of specimen damage value calculated on the basis of the measured wave velocity under different compressive stress states can reach 66.2 %， and the error can be reduced to 2.6 % by using the correction method.

导出引用

刘恒, 杨予, 徐佳慧, 等. 测量期间压应力对基于波速混凝土损伤值的影响[J]. 计量学报. 2025, 46(5): 716-722 https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2025.05.14

LIU Heng, YANG Yu, XU Jiahui, et al. Influence of Compressive Stress State during Measurement Period on Damage Calculation of Concrete Base on Wave Velocity[J]. Acta Metrologica Sinica. 2025, 46(5): 716-722 https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2025.05.14

中图分类号： TB931 TB95

参考文献

列表( 原文顺序 | 文献年度倒序 | 文中引用次数倒序 ) 可视化分析

1	陈猛，贾益铭，陈耕野，等. 轴压荷载下钢管钢筋混凝土损伤状态超声检测研究［J］. 工程力学， 2019， 36（10）： 172-179. CHEN M， JIA Y M， CHEN G Y， et al. Research on the Damage Concrete of Reinforced Concrete Filled Steel Tubes under Axial Load Using Ultrasonic Testing［J］. Engineering Mechanics， 2019， 36（10）： 172-179. 本文引用 [1]

2	杨予，包挺，王毅，等. 超声纵波换能器用于平测时的测距修正方法研究［J］. 计量学报， 2021， 42（6）： 738-744. YANG Y， BAO T， WANG Y， et al. Study on Determining Correction Distance of Ultrasonic Longitudinal Wave Transducers Used in Indirect Transmission Method［J］. Acta Metrologica Sinica， 2021， 42（6）： 738-744. 本文引用 [1]

3	徐佳慧，杨予，刘恒，等. 泊松比变化对基于波速混凝土损伤计算的影响［J］. 计量学报， 2024， 45（6）： 881-889. XU J H， YANG Y， LIU H， et al. Effects of the Variation of Poisson's Ratio on the Calculation of Concrete Damage Based on Wave Velocity ［J］. Acta Metrologica Sinica， 2024， 45（6）： 881-889. 本文引用 [1]

4	SINGH H P， RAMA S， VARUN S. Effect of Variation of Steel Reinforcement on Ultrasonic Pulse Velocity Prediction in Concrete Beam［J］. Materials Today： Proceedings， 2022， 65（P2）： 1486-1490. 本文引用 [1]

5	LI H R， MENG S R， SHI D P， et al. Influence of Moisture on Ultrasonic Propagation， Acoustic Emission Activity， and Failure Mechanism in Concrete Media［J］. Construction and Building Materials， 2023， 386. 本文引用 [1]

6	刘志勇，夏溪芝，张云升，等. 荷载-温度耦合作用下超高性能混凝土的损伤行为［J］. 硅酸盐学报， 2021， 49（6）： 1238-1246. LIU Z Y， XIA X Z， ZHANG Y S， et al. Damage Behavior of Ultra-High Performance Concrete under Load-Temperature Coupling［J］. Journal of the Chinese Ceramic Society， 2021， 49（6）： 1238-1246. 本文引用 [1]

7	董新心. 单轴荷载下混凝土波速特征与损伤演化规律研究［J］. 交通世界， 2016（14）： 96-97. DONG X X. Study on Wave Velocity Characteristics and Damage Evolution Law of Concrete under Uniaxial Load［J］. Transpo World， 2016（14）： 96-97. 本文引用 [2]

8	郝文秀，李梁，孙建恒，等. 超声波检测混凝土轴压柱应力状态试验研究［J］. 河北农业大学学报， 2018， 41（05）： 104-107. HAO W X， LI L， SUN J H， et al. Experimental Study on Stress State of Concrete Axial Compression Column by Ultrasonic Testing［J］. Journal of Hebei Agricultural University， 2018， 41（05）： 104-107. 本文引用 [2]

9	ZHANG Y， ABRAHAM O， GRONDIN F， et al. Study of Stress-Induced Velocity Variation in Concrete under Direct Tensile Force and Monitoring of the Damage Level by Using Thermally-Compensated Coda Wave Interferometry［J］. Ultrasonics， 2012， 52（8）： 1038-1045. 本文引用 [1]

10	王怀亮，宋玉普. 不同尺寸混凝土试件受压状态下超声波传播特性研究［J］. 大连理工大学学报， 2007， 47（1）： 90-94. WANG H L， SONG Y P. Ultrasonic Pulses Behavior in Various Size Concrete Specimens under Compression［J］. Journal of Dalian University of Technology， 2007， 47（1）： 90-94. 本文引用 [2]

11	陈升平，苏子豪. 不同类型混凝土单轴加载损伤的超声波法研究［J］. 湖北工业大学学报， 2017， 32（5）： 1-4. CHENG S P， SU Z H. Ultrasonic Wave Study on Uniaxial Loading Damage of Different Types of Concrete［J］. Journal of Hubei University of Technology， 2017， 32（5）： 1-4. 本文引用 [1]

12	LIMA M R G， Guilherme V H. Monitoring of Ultrasonic Velocity in Concrete Specimens During Compressive Loading-Unloading Cycles［J］. Construction and Building Materials， 2021， 302. 本文引用 [3]

徐浩，杨予，王毅，等. 钢纤维混凝土声弹性系数与体积掺量的关系［J］. 浙江理工大学学报（自然科学版）， 2022， 47（2）： 231-237.

， YANG

， WANG

， et al. Relationship Between Acoustic Ela-sticity Coefficient and Volume Fraction of Steel Fiber Reinforced Concrete［J］. Journal of Zhejiang University of Science and Technology （Natural Science Edition）， 2002， 47（2）： 231-237.

本文引用 [3]

14	李俊如，高建光，王耀辉. 超声波检测混凝土裂缝及裂缝成因分析［J］. 岩土力学， 2001， 22（3）： 291-293. LI J R， GAO J G， WANG Y H. Supersonic Wave Testing on Concrete Crack Depth and Analysis of Crack Initiation［J］. Rock and Soil Mechanics， 2001， 22（3）： 291-293.

15	陈振华，梅世强，刘玲玲. 循环荷载作用下混凝土残余应变特性研究［J］. 混凝土与水泥制品， 2010（3）： 48-51. CHENG Z H， MEI S Q， LIU L L. Study on Residual Strain Character-istics of Concrete under Cyclic Loading［J］. China Concrete and Cement Products， 2010（3）： 48-51. 本文引用 [1]