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基于金属磁记忆的钢筋混凝土梁桥钢筋损伤检测新方法与试验
| 论文题名： | 基于金属磁记忆的钢筋混凝土梁桥钢筋损伤检测新方法与试验 |
| 关键词： | 钢筋混凝土桥;钢筋损伤;无损检测;金属磁记忆 |
| 摘要： | 钢筋损伤是影响钢筋混凝土梁桥承载能力的主要因素。及时、准确且无损地检测出桥梁结构内部钢筋绝对应力工作状态以掌握其损伤程度，对桥梁整体承载能力的评定具有重要意义。而在实际工程中虽然已有一些钢筋应力的检测方法，但大多数都是对结构具有破坏性的应力释放法，因此急需研发一种新颖的快速检测钢筋绝对应力的方法。本文基于金属磁记忆技术，通过分析不同应力状态下钢筋试件磁感应强度的检测结果，研究了磁感应强度与钢筋应力之间的特征关系，并利用ANSYS有限元软件对相应试验进行了数值模拟，对试验结果进行了验证。主要内容和结论包括: (1)分析了基于金属磁记忆技术的钢筋损伤检测原理，即通过对钢筋施加不同的拉应力，导致钢筋内部发生不同程度的磁致伸缩效应、磁畴组织定向运动，在钢筋表面形成退磁场，通过对钢筋表面漏磁场的检测实现对钢筋损伤的识别。 (2)开展了不同损伤程度下的裸筋磁检测试验，分析了裸筋在相应的有效扫描长度内，不同受力阶段的磁场特征，即在弹性阶段漏磁场磁感应强度曲线变化光滑平坦，斜率趋近于零;屈服阶段漏磁场磁感应强度曲线也是平滑的直线，斜率趋近于零，但磁感应强度曲线的幅值相对弹性阶段变大;强化阶段不同提离高度下的磁感应强度曲线的幅值相对弹性、屈服阶段都有所增加，且均相汇于背景磁场线;在钢筋试件的应力集中位置，“面”图为封闭式漩涡，“线”图出现波峰突变。 (3)开展了受到拉应力损伤后的钢筋外包混凝土的磁检测试验，发现钢筋外包混凝土前后的扫描检测结果相似，不同之处在于由于混凝土的收缩应力等影响，包裹混凝土后试件各个受力阶段的磁感应强度曲线出现较多的小波浪。弹性阶段的磁感应强度曲线仍然是相对光滑的直线，但斜率发生了一定的变化;屈服阶段的磁感应强度曲线出现了一定的波折性，且呈现出相汇于背景磁场线的趋势;强化阶段的磁感应强度曲线出现了轻微的反向波峰;颈缩阶段仍然是在颈缩处发生峰值突变。 (4)进行了裸筋不同受力阶段的磁感应强度模拟仿真研究，利用ANSYS有限元软件通过二维模拟分析了不同拉应力对磁感应强度的影响，模拟结果与裸筋拉伸试验的结果相吻合。 本文研究成果对于后续钢筋混凝土梁桥基于金属磁记忆钢筋损伤检测技术研究奠定了良好的试验基础。 |
| 作者： | 马惠香 |
| 专业： | 土木工程；结构工程 |
| 导师： | 王福敏;周建庭 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
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