总第３０１期交 通 科 技
ＳｅｒｉａｌＮｏ．３０１玻璃纤维滤筒
２０２０第４期ＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｎｏ．４Ａｕｇ
．２０２０ＤＯＩ１０．３９６３／ｊ
．ｉｓｓｎ．１６７１ ７５７０．２０２０．０４．０２８收稿日期：２０２０ ０３ ２０
夏弋伟
（武汉理工大学交通学院 武汉 ４３００６３
）摘 要 将混凝土模型分为砂浆、骨料及界面３个部分，使用蒙特卡洛法生成随机骨料，利用有限元软件建立混凝土塑性损伤模型。对模型静力分析后通过保存其节点单元坐标，以模拟模型的损伤，
通过塑性损伤模型理论计算受力后混凝土的弹性模量和泊松比，重构模型后添加声场，探究混凝土不同应力下的超声波波速。
关键词 无损检测 塑性损伤模型 数值模拟中图分类号 Ｕ４４６电子政务信息平台
超声无损检测在检测混凝土的损伤情况中已
经广泛应用，
但是在检测应力方向还有待发展。对于各向同性的材料（例如金属），应用超声无损检测手段测试其应力已经比较成熟，
但是对于混凝土这种复合材料，由于其内部结构中有集料的存在，超声波在其内部传播的过程中将发生反射和散射，
特别是粒径较大的骨料，对超声波的传播影响更大。国内外学者针对混凝土中超声波波速与应力大小关系做了许多研究，但研究多是以实验为基础，由于实验条件的限制，并不能得到理想的结果，利用数值模拟来探讨混凝土声波
应力关系的研究相对较少［１］
活动防盗窗
活性炭面膜。本文通过ＡＢＡＱＵＳ软件
建立混凝土塑性损伤模型，模拟超声波在受载混凝土中的传播，以探究声波波速与应力大小的关系。１ 声波的传播规律及检测优势
工业盐水声波在各向同性均匀介质中传播时，声速是一定的，但是当介质中有缺陷、裂纹或应力时，超声波在传播的过程中便会发生反射、折射等现象，会使接收到超声波信号的声速改变，通过对超声波信号的分析可以读取超声波中携带的关于试件的损伤情况、应力水平等有效信息。
声波在传播的过程中会被吸收而逐渐减弱，这就是声波的衰减。扩散衰减、吸收衰减和散射衰减是造成声波衰减的３个原因，在固体中声波的衰减最弱，而在液体和气体中的衰减较强。吸收衰减和散射衰减主要与传播介质自身的性质有
关，
扩散衰减则主要和声源信号的强弱有关。声波在介质中传播时穿透性好，且具有一定的方向性，可以使用超声探头进行定性的发射和接收。超声接收探头接收到的数据可以在计算机中实时显示，以实现材料的在线检测，检测方式简单、快捷、仪器携带方便，相对于其他测量方法，声波无损检测具有以下优势。
１
）声波无损检测具有光学检测的方向性，同时还具有较强的穿透性，探测深度最高可达数米。２
）探测精度高，其可以检测的精度通常认为是超声波波长的１／２，在实际工程应用中可以探测到十分之几毫米的空气间隙。
测量空间３
）超声测量不会损伤构件表面，检测时可以只从一个表面接触被检验的构件，能适应不同场合条件下的检测。
４
）超声测量仪器便于携带，使用简单，测量结果快速、准确。２ 混凝土模型的建立
２．１ 混凝土塑性损伤模型
混凝土中存在的微裂缝、微孔隙称为混凝土的损伤。混凝土的破坏过程通常是由于微裂缝、微孔隙的扩展和累积造成，微裂缝的产生和扩展会引起混凝土非线性的应力 应变变化。混凝土塑性损伤模型是
基于各向同性的假设，用各向同性的弹性损伤叠加各向同性的塑性形变来模拟非弹性行为，适用于混凝土受循环荷载时的情况，受力过程中考虑了刚度的退化及承受循环荷载后刚度的恢复。
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