论文部分内容阅读
随着纤维增强复合材料(FRP)在结构加固工程中的广泛运用,对于FRP加固结构界面产生的剥离损伤引起结构脆性破坏的现象越来越引起人们的注意。如果能够找出一种方便、快捷、有效无损检测剥离层的方法,在剥离层出现的早期就及时加以修复,对结构加固工程具有重要的意义。本文提出一种基于声—光纤无损检测FRP加固结构剥离损伤的方法,用于判断FRP加固结构剥离损伤的存在及位置和大小。本方法分别通过在FRP板表面固定点以及逐点施加变频声激励,利用粘贴在FRP板上的光纤传感器检测FRP板表面振动情况,从而得出FRP表面振幅与激励频率之间的曲线关系以及加载点位置与振幅之间的关系,当变频声激励位于剥离损伤上方的FRP局部区域时,FRP表面的振动情况会比变频声激励位于无损区域显著,特别是当声激励的频率为损伤上方FRP板的共振频率时,其振幅相较于无损区域增加几倍,从振幅的突变可判断出剥离损伤的存在以及位置和大小。本文主要是通过实验研究来证明本方法对用于FRP加固界面剥离损伤的可行性,采用3种不同的激励位置,分别是声激励位置与光纤位置距离不变、声激励位置固定和声激励位置与光纤位置一致,分析在3种激励位置下,声激励频率与FRP表面振幅之间的关系以及加载点位置与FRP表面振幅之间的关系。并且,分析声激励频率、剥离损伤大小、形状、类型等因素对FRP加固结构剥离损伤可测性的影响。最后通过BP神经网络识别剥离损伤是否存在。通过实验研究得出对于FRP加固混凝土梁和混凝土板,声—光纤无损检测法对其界面的剥离损伤都有一定的可测性。对于FRP加固混凝土板和梁,能够较准确地检测出不同大小的剥离损伤以及其位置和大小。另外,通过研究发现,本方法在使用共振频率的激励时,检测剥离的位置和大小的效果要比非共振频率激励下的效果好。另外,本文将部分实验数据作为样本,利用BP神经网络进行训练,对另外的实验数据进行检测,结果表明剥离损伤的识别率达到93%。