郭慶華，郤保平，李志偉，鄭曉琛，田俊斌，朱合華

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混凝土聲發(fā)射信號(hào)頻率特征與強(qiáng)度參數(shù)的相關(guān)性試驗(yàn)研究

郭慶華1, 2，郤保平1，李志偉1，鄭曉琛1，田俊斌1，朱合華2

(1. 太原理工大學(xué)地下工程系，山西太原，030024；2. 同濟(jì)大學(xué)地下建筑與工程系，上海，200092)

對(duì)不同強(qiáng)度指標(biāo)的混凝土試塊進(jìn)行抗壓試驗(yàn)，應(yīng)用聲發(fā)射及其定位技術(shù)對(duì)抗壓試驗(yàn)全過(guò)程進(jìn)行同步監(jiān)測(cè)，分析混凝土受載破壞過(guò)程中聲發(fā)射頻率特征參數(shù)與混凝土強(qiáng)度指標(biāo)的關(guān)系，研究混凝土受載破壞過(guò)程中內(nèi)部裂紋的三維空間演化規(guī)律。研究結(jié)果表明：混凝土強(qiáng)度指標(biāo)影響混凝土聲發(fā)射信號(hào)頻率特征參數(shù)。結(jié)合荷載?位移曲線(xiàn)對(duì)聲發(fā)射振鈴計(jì)數(shù)率和能率進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)C10和C20混凝土(低強(qiáng)度混凝土)聲發(fā)射信號(hào)主要集中于彈性階段初期和中期；C30和C40混凝土(中等強(qiáng)度混凝土)聲發(fā)射信號(hào)處于受壓全過(guò)程，聲發(fā)射活躍期處于極限荷載處。通過(guò)對(duì)混凝土聲發(fā)射事件進(jìn)行空間三維定位，從微觀上探明受載混凝土裂紋的萌生、發(fā)展和貫通的演化規(guī)律，對(duì)受載混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化有了直觀的認(rèn)識(shí)。

混凝土；聲發(fā)射；強(qiáng)度指標(biāo)；裂紋；空間演化

混凝土在受載破壞過(guò)程中，其材料晶體間的錯(cuò)位和滑移、原生裂紋的擴(kuò)展和連通、新生裂紋的萌生和演化等原因最終導(dǎo)致混凝土的宏觀破壞。裂紋在發(fā)展演化過(guò)程中集聚的能量會(huì)以彈性波的形式釋放，人們稱(chēng)這種現(xiàn)象為混凝土的聲發(fā)射現(xiàn)象(AE)。聲發(fā)射信號(hào)以彈性波的形式從信號(hào)源到達(dá)混凝土表面，通過(guò)對(duì)此彈性波的檢測(cè)分析，從而了解到混凝土在受載過(guò)程中裂紋的發(fā)展和演化規(guī)律，為現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)和預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)提供理論依據(jù)[1]。20世紀(jì)30 年代，美國(guó)的Obert和Duvall發(fā)現(xiàn)受壓作用的巖石內(nèi)部有聲發(fā)射活動(dòng)存在，并于1940年在阿迷克銅礦檢測(cè)到爆發(fā)性聲發(fā)射，預(yù)測(cè)巖爆的來(lái)臨[2?4]。而對(duì)混凝土材料的聲發(fā)射特征研究要追溯到20世紀(jì)50—60年代：Rusch[5]對(duì)混凝土受力后聲發(fā)射特征進(jìn)行了研究，并指出其凱賽效應(yīng)產(chǎn)生的應(yīng)力范圍；1965年Robinson[6]對(duì)砂漿體及不同骨料摻量、不同骨料粒徑的混凝土的聲發(fā)射特征進(jìn)行了研究，指出混凝土聲發(fā)射信號(hào)的2個(gè)主頻及產(chǎn)生的應(yīng)力水平。自此以后，聲發(fā)射技術(shù)運(yùn)用到了混凝土的研究中，并取得了大量的成就：紀(jì)洪廣等[7]在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，定量的描述了混凝土材料在受載破壞過(guò)程中聲發(fā)射活性的特征函數(shù)，導(dǎo)出了聲發(fā)射參數(shù)同損傷參量之間的關(guān)系及用聲發(fā)射參數(shù)表述的損傷演化方程及本構(gòu)方程；尹賢剛[8]通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法對(duì)巖石及混凝土2種材料受力變形破壞的聲發(fā)射特征進(jìn)行了對(duì)比研究；歐陽(yáng)利軍 等[9]通過(guò)斷鉛試驗(yàn)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)聲發(fā)射檢測(cè)參數(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究設(shè)置。本文作者通過(guò)試驗(yàn)，對(duì)C10和C20混凝土(低強(qiáng)度混凝土)和C30和C40混凝土(中等強(qiáng)度混凝土)在單軸受壓過(guò)程中聲發(fā)射信號(hào)頻率特征進(jìn)行研究與分析，即混凝土的強(qiáng)度指標(biāo)對(duì)聲發(fā)射信號(hào)頻率特征的影響[10]。結(jié)合混凝土荷載?位移關(guān)系曲線(xiàn)，通過(guò)對(duì)聲發(fā)射信號(hào)頻率特征參數(shù)的分析，得到荷載?時(shí)間?振鈴計(jì)數(shù)率及荷載?時(shí)間?能率的關(guān)系曲線(xiàn)，從而反映受載混凝土聲發(fā)射信號(hào)的頻度和強(qiáng)度，為聲發(fā)射活動(dòng)性進(jìn)行評(píng)價(jià)。為進(jìn)一步闡明混凝土試件在隨荷載?位移變化過(guò)程中內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律，本文作者利用聲發(fā)射定位技術(shù)研究混凝土試件在整個(gè)加載過(guò)程中內(nèi)部裂紋的萌生、擴(kuò)展、貫通的三維空間演化過(guò)程，為混凝土破壞過(guò)程內(nèi)部裂紋的發(fā)展演化提供直觀的 認(rèn)知。

1 試驗(yàn)方案及內(nèi)容

1.1 混凝土試件制作

為研究混凝土強(qiáng)度與聲發(fā)射信號(hào)頻率特征之間的關(guān)系，試驗(yàn)采用了4種不同強(qiáng)度等級(jí)的混凝土(C10，C20，C30和C40)，混凝土試件的長(zhǎng)×寬×高為100 mm×100 mm×100 mm。C10混凝土采用標(biāo)號(hào)為32.5的普通硅酸鹽水泥，C20，C30和C40均采用42.5的普通硅酸鹽水泥；粗骨料為石灰石碎石，粒徑為5.0~31.5 mm；細(xì)骨料為中砂。表1給出了各強(qiáng)度等級(jí)混凝土的配合比[11]。試塊采用鋼模水平澆注，人工振搗，48 h后拆模，灑水養(yǎng)護(hù)，28 d后進(jìn)行抗壓及聲發(fā)射試驗(yàn)。

表1 混凝土材料配合比

1.2 試驗(yàn)設(shè)備

試驗(yàn)在太原理工大學(xué)采礦工藝研究所進(jìn)行。加載設(shè)備采用微機(jī)控制電液伺服萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)型號(hào)為WAW?600，最大試驗(yàn)力為600 kN。立方體抗壓試驗(yàn)加載過(guò)程采用位移控制，速率為0.002 mm/s，直至試塊破壞。系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)記錄加載過(guò)程中荷載?位移曲線(xiàn)及數(shù)據(jù)。

聲發(fā)射測(cè)試系統(tǒng)采用了美國(guó)物理聲學(xué)公司(PAC)生產(chǎn)的PCI?2聲發(fā)射測(cè)試系統(tǒng)，該系統(tǒng)是PAC公司最新研制適用于大學(xué)等高端聲發(fā)射研究用的高性能/低價(jià)位4通道聲發(fā)射系統(tǒng)，能夠?qū)β暟l(fā)射特征參數(shù)/波形進(jìn)行實(shí)時(shí)處理。本試驗(yàn)中設(shè)定的聲發(fā)射測(cè)試系統(tǒng)的前置放大為40 dB，門(mén)檻值為40 dB，探頭諧振頻率為20~100 kHz，采樣率為1MSPS。聲發(fā)射探頭與混凝土表面接觸處采用凡士林耦合，并用膠帶固定，以保證信號(hào)良好的接收效果[9]。為保證抗壓試驗(yàn)與聲發(fā)射實(shí)驗(yàn)有共同的時(shí)間參數(shù)，以便進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理分析，加載系統(tǒng)與聲發(fā)射測(cè)試系統(tǒng)必須保證同步進(jìn)行。試驗(yàn)裝置示意圖見(jiàn)圖1。

圖1 試驗(yàn)裝置示意圖

1.3 試驗(yàn)內(nèi)容

本文主要從2方面對(duì)混凝土在抗壓過(guò)程中的聲發(fā)射現(xiàn)象進(jìn)行研究：不同強(qiáng)度指標(biāo)的混凝土立方試塊在抗壓過(guò)程中聲發(fā)射信號(hào)頻率特征的差別，即各試塊荷載?時(shí)間?振鈴計(jì)數(shù)率及荷載?時(shí)間?能率的關(guān)系的差異；以及利用聲發(fā)射定位技術(shù)對(duì)所產(chǎn)生聲發(fā)射事件進(jìn)行三維空間的定位研究。

2 受載混凝土聲發(fā)射信號(hào)頻率特征

對(duì)混凝土試塊加載破壞的全過(guò)程中，電液萬(wàn)能伺服試驗(yàn)機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)采集加載過(guò)程中的荷載?位移曲線(xiàn)，PCI?2聲發(fā)射儀全程進(jìn)行聲發(fā)射信號(hào)的采集和顯示。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，混凝土試件在加載全過(guò)程中都經(jīng)歷了壓密階段、彈性階段、塑性階段和峰后破壞階段。但是不同強(qiáng)度指標(biāo)的混凝土(C10，C20，C30和C40)聲發(fā)射特性有存在很大的差異。通過(guò)分析聲發(fā)射信號(hào)特征參數(shù)和不同強(qiáng)度指標(biāo)的混凝土試塊荷載-位移曲線(xiàn)之間的相關(guān)關(guān)系，即可獲得聲發(fā)射振鈴計(jì)數(shù)率和能率隨強(qiáng)度參數(shù)的變化規(guī)律。聲發(fā)射振鈴計(jì)數(shù)率是指聲發(fā)射信號(hào)單位時(shí)間越過(guò)門(mén)檻值的振蕩次數(shù)，可粗略反映聲發(fā)射信號(hào)的強(qiáng)度和頻度，用于聲發(fā)射活動(dòng)性的評(píng)價(jià)；能率反映了聲發(fā)射信號(hào)相對(duì)能量和信號(hào)的強(qiáng)度。

圖2~5所示分別表示以時(shí)間為共同參數(shù)C10，C20，C30和C40混凝土試塊在受壓過(guò)程中聲發(fā)射信號(hào)頻率特征與所承受荷載之間的關(guān)系曲線(xiàn)。從圖2~5可以看到混凝土在受壓破壞過(guò)程中表現(xiàn)出一些相同的特征，即：1) 不同強(qiáng)度等級(jí)的混凝土試塊都經(jīng)歷了壓密階段、彈性階段、塑性變形階段和峰后破壞階段；2) 整個(gè)受壓過(guò)程中都有聲發(fā)射信號(hào)的產(chǎn)生，聲發(fā)射振鈴計(jì)數(shù)率和能率同步增加或減少；3) 在受壓過(guò)程中，聲發(fā)射振鈴計(jì)數(shù)率和能率都有不同程度的突變，并且主要集中在彈性階段和塑性變形階段，分析其原因主要是由于本試驗(yàn)采用了位移控制加載，導(dǎo)致試塊在受壓過(guò)程中受到試驗(yàn)機(jī)的沖擊作用，試塊內(nèi)部突然產(chǎn)生較大的裂紋；或是由于隨著荷載的增加，原生裂紋或新生裂紋逐步擴(kuò)展演化，試件內(nèi)所集聚的能量突然釋放[12]。

(a) 荷載?時(shí)間?振鈴計(jì)數(shù)率關(guān)系曲線(xiàn)；(b) 荷載?時(shí)間?能率關(guān)系曲線(xiàn)

(a) 荷載?時(shí)間?振鈴計(jì)數(shù)率關(guān)系曲線(xiàn)；(b) 荷載?時(shí)間?能率關(guān)系曲線(xiàn)

(a) 荷載?時(shí)間?振鈴計(jì)數(shù)率關(guān)系曲線(xiàn)；(b) 荷載?時(shí)間?能率關(guān)系曲線(xiàn)

(a) 荷載?時(shí)間?振鈴計(jì)數(shù)率關(guān)系曲線(xiàn)；(b) 荷載?時(shí)間?能率關(guān)系曲線(xiàn)

雖然混凝土試塊在受壓過(guò)程中表現(xiàn)出一些相同的特征，但從圖2~5中荷載曲線(xiàn)及聲發(fā)射信號(hào)特征曲線(xiàn)可以明顯的發(fā)現(xiàn)，混凝土強(qiáng)度指標(biāo)對(duì)混凝土受壓破壞及聲發(fā)射信號(hào)頻率參數(shù)的影響存在很大差異。

由圖2及圖3可見(jiàn)：C10和C20混凝土在受載過(guò)程中，塑性階段歷時(shí)較短，當(dāng)?shù)竭_(dá)峰值后，試塊的承載力就開(kāi)始下降。受壓過(guò)程中，低強(qiáng)度混凝土聲發(fā)射信號(hào)主要集中在初始加載階段和彈性階段的初期和中期，即峰值荷載的10%~75%。由圖2和圖3可見(jiàn)：當(dāng)C10和C20混凝土進(jìn)入彈性階段后期及塑性階段，聲發(fā)射信號(hào)并沒(méi)有增加，反而一直處于較低的水平。峰值破壞以后，C10混凝土基本上已沒(méi)有聲發(fā)射振鈴計(jì)數(shù)率和能率，即聲發(fā)射信號(hào)已經(jīng)很弱。C20混凝土在峰值荷載的時(shí)候，振鈴計(jì)數(shù)率有了1個(gè)小幅度的增加，峰后的聲發(fā)射信號(hào)同樣很弱。

分析其原因，主要是因?yàn)榈蛷?qiáng)度的混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)相對(duì)粗疏，水泥石的內(nèi)聚力以及水泥石與粗骨料的黏結(jié)力都相對(duì)較小，從而導(dǎo)致混凝土內(nèi)部存在較多的原生裂紋和相對(duì)不穩(wěn)定的界面。在受壓初期，試塊內(nèi)部原生裂紋和缺陷被壓密，即產(chǎn)生了聲發(fā)射信號(hào)[10]。當(dāng)試件被壓密后，由于強(qiáng)度相對(duì)較低，隨著荷載的增加，試塊內(nèi)部水泥砂漿顆粒就會(huì)產(chǎn)生相對(duì)的錯(cuò)位和滑移，進(jìn)一步產(chǎn)生裂紋裂縫，并且在此階段大量發(fā)展，從而導(dǎo)致此時(shí)聲發(fā)射信號(hào)較為頻繁，強(qiáng)度較大。在試驗(yàn)過(guò)程中，觀察到當(dāng)達(dá)到彈性階段的后期，試塊已經(jīng)開(kāi)始產(chǎn)生宏觀的裂縫，而聲發(fā)射信號(hào)卻很低，充分說(shuō)明低強(qiáng)度混凝土在彈性階段初期和中期，試塊內(nèi)部已經(jīng)產(chǎn)生了大量裂紋并開(kāi)始擴(kuò)展貫通。

由圖4和圖5可見(jiàn)：隨著強(qiáng)度的增加，混凝土在破壞過(guò)程中，塑性變形階段歷時(shí)較長(zhǎng)，出現(xiàn)很明顯的“耗時(shí)”現(xiàn)象[12]。C30和C40混凝土的聲發(fā)射在初始?jí)好茈A段與C10和C20混凝土差異不大，但C30和C40混凝土出現(xiàn)了聲發(fā)射信號(hào)穩(wěn)定發(fā)展階段，而且聲發(fā)射活躍期有了明顯的后移。聲發(fā)射信號(hào)主要集中在彈性階段和塑性破壞階段，甚至峰后的聲發(fā)射信號(hào)也較強(qiáng)。

分析原因，主要是中等強(qiáng)度的混凝土試塊被壓密進(jìn)入彈性階段后，由于強(qiáng)度相對(duì)較高，內(nèi)部結(jié)構(gòu)相對(duì)較致密，隨著荷載的增加，水泥砂漿顆粒錯(cuò)位滑移，試塊內(nèi)部并沒(méi)有立刻產(chǎn)生大量的裂紋，而是在荷載作用下，裂紋裂隙較為平穩(wěn)的發(fā)展，所以此階段聲發(fā)射信號(hào)也相對(duì)較為平穩(wěn)。進(jìn)入塑性變形階段，混凝土試塊即將到達(dá)其抗壓強(qiáng)度，內(nèi)部裂紋大量發(fā)展并連通，并形成裂紋帶，產(chǎn)生宏觀的裂縫，產(chǎn)生較為強(qiáng)烈的聲發(fā)射信號(hào)，形成聲發(fā)射活躍期[13]。在峰后，由于混凝土強(qiáng)度較高，試塊核心部分并未完全破壞，因此在荷載作用下依然會(huì)有大量的聲發(fā)射信號(hào)產(chǎn)生。

3 受載混凝土聲發(fā)射空間定位研究

如上所述，混凝土在受載破壞過(guò)程中裂紋的發(fā)展演化最終導(dǎo)致混凝土試塊的宏觀破壞。但是在試驗(yàn)過(guò)程中，最終只能觀察到試件的宏觀破壞，而對(duì)試件內(nèi)部的結(jié)構(gòu)發(fā)展并沒(méi)有直觀的認(rèn)識(shí)。為了進(jìn)一步了解混凝土在各階段裂紋的發(fā)展演化規(guī)律，從直觀上了解和認(rèn)識(shí)混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化，對(duì)混凝土受載破壞過(guò)程中裂紋演化的聲發(fā)射事件定位的研究就尤為重要。鑒于篇幅所限，本文選取了較為典型的C20混凝土試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，主要分析聲發(fā)射事件計(jì)數(shù)率及聲發(fā)射信號(hào)源的三維空間。

圖6所示為C20混凝土受載破壞全過(guò)程聲發(fā)射事件計(jì)數(shù)率與試塊所承受荷載之間的關(guān)系曲線(xiàn)。由圖6可見(jiàn)：在加載初期峰值荷載的20%左右，聲發(fā)射事件處于一個(gè)較低水平。該階段混凝土被壓密，但聲發(fā)射事件較少。進(jìn)入彈性階段的前期和中期，即峰值荷載的20%~75%聲發(fā)射事件率顯著增加，聲發(fā)射事件主要集中在這一階段，并且在峰值的60%左右達(dá)到最大(35次/10 s)，此階段混凝土試塊在荷載作用下裂紋發(fā)展較活躍。而后聲發(fā)射事件率逐漸降低，進(jìn)入塑性階段，聲發(fā)射事件率已處于很低的一個(gè)水平了(3~5次/10 s)。這一結(jié)論與上述C20混凝土聲發(fā)射振鈴計(jì)數(shù)率和能率相吻合。

圖6 荷載?時(shí)間?聲發(fā)射事件率關(guān)系

下面從三維空間圖進(jìn)一步直觀的了解裂紋裂隙的發(fā)展演化過(guò)程[14?15]。圖7所示為混凝土試塊在應(yīng)力增量為Δ=0.2cu(cu為混凝土抗壓強(qiáng)度)各階段的聲發(fā)射事件源的空間分布圖，在圖7可以看到每個(gè)荷載水平階段內(nèi)聲發(fā)射事件的數(shù)量和集中程度，從而直觀地了解在各荷載水平階段內(nèi)混凝土試塊內(nèi)部裂紋的發(fā)展程度。由圖7可見(jiàn)：混凝土在0.2cu各階段內(nèi)，產(chǎn)生的聲發(fā)射事件數(shù)較少，聲發(fā)射信號(hào)活躍階段主要處于(0.2~0.8)cu內(nèi)，并且可以看出聲發(fā)射事件在試塊的左右兩側(cè)(即破裂面)有集聚的趨勢(shì)。在0.8cu之后，即進(jìn)入塑形階段，混凝土聲發(fā)射開(kāi)始減少。

(a) 0.1fcu；(b) (0.1~0.2)fcu；(c) (0.2~0.4)fcu；(d) (0.4~0.6)fcu；(e) (0.6~0.8)fcu；(f) (0.8~1.0)fcu

圖8所示為當(dāng)應(yīng)力增量Δ=0.2cu時(shí)，混凝土內(nèi)部聲發(fā)射事件源的累計(jì)分布三維空間圖，形象的展現(xiàn)了受壓過(guò)程中試塊內(nèi)部裂紋裂隙的產(chǎn)生、擴(kuò)展、貫通的演化進(jìn)程[15]。

(a) 0.1fcu；(b) 0.2fcu；(c) 0.4fcu；(d) 0.6fcu；(e) 0.8fcu；(f) 1.0fcu

由圖8可知：混凝土試塊在0.4cu時(shí)，聲發(fā)射事件就開(kāi)始有明顯的集聚現(xiàn)象，左右兩側(cè)的聲發(fā)射事件數(shù)相對(duì)較多，上部較下部多，并且隨著荷載的繼續(xù)增加，集聚現(xiàn)象越明顯。充分說(shuō)明在0.4cu時(shí)，混凝土內(nèi)部裂紋就已經(jīng)開(kāi)始發(fā)展演化，荷載的增加即會(huì)加強(qiáng)裂紋裂隙的擴(kuò)展貫通，最終導(dǎo)致宏觀破壞。圖8所示的聲發(fā)射事件累計(jì)分布圖與抗壓試驗(yàn)中混凝土試塊倒錐形破壞形態(tài)相符。

4 結(jié)論

1) 隨著強(qiáng)度的增加，混凝土塑性破壞階段越明顯，耗時(shí)越長(zhǎng)。

2) 受載混凝土聲發(fā)射現(xiàn)象受混凝土強(qiáng)度指標(biāo)影響。C10和C20混凝土(低強(qiáng)度混凝土)聲發(fā)射活躍期主要集中在彈性階段，C30和C40混凝土(中等強(qiáng)度混凝土)聲發(fā)射現(xiàn)象在彈性階段較平穩(wěn)，活躍期處于塑性破壞階段，即隨強(qiáng)度的增加，聲發(fā)射活躍期后移。

3) 混凝土受壓過(guò)程中聲發(fā)射信號(hào)頻率特征參數(shù)-振鈴計(jì)數(shù)率和能率會(huì)出現(xiàn)少數(shù)突增現(xiàn)象，表明在荷載作用下混凝土內(nèi)既有萌生擴(kuò)展產(chǎn)生的裂紋，也有沖擊斷裂產(chǎn)生的裂紋。

4) 受載混凝土聲發(fā)射事件三維空間定位體現(xiàn)了混凝土受載過(guò)程中的損傷特征，從微觀上重現(xiàn)了混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化。

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(編輯 楊幼平)

Experimental research on relationship between frequency characteristics of acoustic emission and strength parameter in concrete

GUO Qinghua1, 2, XI Baoping1, LI Zhiwei1, ZHENG Xiachen1, TIAN Junbin1, ZHU Hehua2

(1. Department of Underground Engineering, Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024, China; 2. Department of Geotechnical Engineering, Tongji University, Shanghai200092, China)

The concrete samples with different strength parameters were tested under uniaxial load. During the whole testing process was monitored synchronously through the acoustic emission (AE) system. The relationship between frequency characteristics parameters of acoustic emission signals and the strength parameters of concrete samples was analyzed. The three-dimensional space evolution of inner crack of concretes was researched in the failure process. The experimental results show that the AE frequency characteristic parameters are affected by the strength parameters of concrete. The AE ring count rate and energy rate are analyzed on the basis of the load-displacement curve and the results show that the AE signals of C10 and C20 concrete (low strength concrete) mainly concentrate on the initial and mid-term stage of elastic domains while the AE signals of C30 and C40 concrete (medium strength concrete) are in the whole failure process and the active stage is at the ultimate load. The test on the 3D-distribution of AE signals, the evolution from generation and growth to connectivity of cracks is proved from the microcosmic point. The experimental study provides an intuitive understanding of the inner structural changes of concrete in the failure process.

concrete; acoustic emission (AE); strength parameter; crack; space evolution

10.11817/j.issn.1672-7207.2015.04.040

TU528.31

A

1672?7207(2015)04?1482?07

2014?04?14；

2014?06?13

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（51478345）；山西省青年科學(xué)基金資助項(xiàng)目(2011021023-2)；山西省高?？蒲虚_(kāi)發(fā)項(xiàng)目(20111004) (Project (51478345) supported by the National Natural Science Foundation of China; Project (2011021023-2) supported by the Shanxi Province science Foundation for Youth; Project (20111004) supported by the Research and development Program of Higher Education of Shanxi)

郤保平，博士，副教授，碩士生導(dǎo)師，從事巖石力學(xué)及地下工程防災(zāi)方面研究；E-mail：xibaoping@163.com