基于壓電陶瓷的CFRP-混凝土粘結(jié)界面損傷檢測(cè)方法研究.pdf

1、碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（Carbon Fiber Reinforced Polymer，簡稱CFRP）具有高強(qiáng)度、質(zhì)量輕、耐久性能好等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)的維修加固。但CFRP與加固結(jié)構(gòu)的粘結(jié)界面較薄弱，易發(fā)生界面剝離破壞，直接影響加固結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性。因此，研發(fā)一種實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、有效、便捷的界面損傷檢測(cè)方法將對(duì)CFRP加固結(jié)構(gòu)工程具有重大意義。本文基于壓電陶瓷技術(shù)對(duì)CFRP-混凝土粘結(jié)界面損傷進(jìn)行識(shí)別研究，對(duì)設(shè)置了不同類型、不同尺寸

2、的界面模擬損傷的CFRP布加固的混凝土方柱，利用波動(dòng)分析法和壓電阻抗法進(jìn)行界面損傷識(shí)別研究，重點(diǎn)是對(duì)激勵(lì)信號(hào)的損傷特征參量的提取以及損傷識(shí)別方法的研究。主要的研究工作如下：
　　（1）根據(jù)實(shí)際工程結(jié)構(gòu)以及監(jiān)測(cè)方法的需要，研制了嵌入式的“智能骨料”作為壓電驅(qū)動(dòng)器。
　?。?）基于波動(dòng)分析法對(duì)CFRP-混凝土粘結(jié)界面模擬損傷進(jìn)行識(shí)別研究，采用了正弦信號(hào)和掃頻信號(hào)作為激勵(lì)信號(hào)。結(jié)果表明：正弦信號(hào)的幅值以及掃頻信號(hào)的小波包能量值均對(duì)

3、兩類界面模擬損傷表現(xiàn)出較好的敏感性；正弦信號(hào)幅值的損傷指標(biāo)DI與損傷的程度正相關(guān)，而掃頻信號(hào)的小波包能量值的健康指標(biāo)EI與損傷的程度負(fù)相關(guān)。試驗(yàn)證明了基于壓電陶瓷的波動(dòng)分析法可有效識(shí)別CFRP-混凝土粘結(jié)界面損傷，且損傷指標(biāo)DI以及健康指標(biāo)EI能夠反映損傷的程度。
　?。?）基于壓電阻抗法對(duì)CFRP-混凝土粘結(jié)界面模擬損傷進(jìn)行識(shí)別研究。結(jié)果表明：阻抗曲線圖能夠?qū)p傷進(jìn)行初步識(shí)別，均方根差值RMSD損傷指標(biāo)可對(duì)損傷進(jìn)一步有效評(píng)估?？?/p>