刘娟红等：初始损伤对混凝土硫酸盐腐蚀劣化性能的影响 ·1283· 05 0.5 初始损伤度 b)■0 0拟合曲线 ●0.1 一0.1拟合曲线 0.4 量一0 0.1 0.4 ▲02一·一0.2拟合曲线 -0.2 03 03 0.2 0.2 《 0.1● 0.1 0 0 60 120180240 300 0 60 120180 240300 腐蚀时间( 腐蚀时间d 图6不同初始损伤下试件的损伤因子计算及回归曲线.(a)超声波速为损伤变量：(b)抗压强度为损伤变量 Fig.6 Calculated damage factors and regression curves of concrete with different degrees of initial damage:(a)damage variable based on ultrasonic velocity;(b)damage variable based on compressive strength 表3强度损伤表达式回归方程的系数和平方差 aD./aD,(t)=2a2D,(t）+b2. (7) Table 3 Regression coefficient and square error of strength damage for- 2.3初始损伤混凝土腐蚀作用下的声发射特征分析 mula 受压过程中混凝土的声发射强弱与其变形和裂隙 初始损伤度 a,/104 b,/10-3 e1/102 相关程度，2 扩展紧密相关.图8为混凝土试件腐蚀前的应力-应 0 7.88317 18.07 -0.542 0.974 变与振铃计数率关系曲线.根据试验结果，绘制了不 0.1 30.6 14.3 -0.447 0.99725 同初始损伤下混凝土试件腐蚀300d时的应力-应变 0.2634.4 6.55 -5.503 0.98086 与振铃计数率关系曲线如图9所示.在加载初期的密 实阶段，腐蚀300d的试件几乎没有声发射信号产生， ■0 0拟合曲线 ·0.1--0.1拟合曲线 腐蚀前的试样出现少量的信号，主要原因是混凝土腐 ▲02一·-02拟合曲线 蚀后软化显著，内部产生孔隙、裂隙等缺陷，以至于压 密时变形破坏激烈程度比未腐蚀的试样相对减弱 1.0r ·应力-应变曲线 振铃计数 0.8 2 R 0.6 0 2 0.4 2 D/101 0.2 图7腐蚀损伤因子之间关系和回归曲线 Fig.7 Relationship between corrosion damage factors and regression 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 curves 应变/103 表4损伤因子关系回归方程的系数和平方差 图8混凝土试件腐蚀前应力-应变与声发射数量关系曲线 Table 4 Regression coefficient and square error of relations between Fig.8 Relationship between AE number and stress-stain curve of concrete before corrosion damage factors 初始损伤度 a2/10-1b2/10-2 c/102 相关程度，2 图9可以看出，初始损伤度为0.2的试件声发射 0 6.2802 4.082 -2.604 0.98645 活动明显减弱，初始损伤的增加使产生明显声发射的 0.1 7.3399-45.547 -0.695 0.98942 时间滞后，进人破坏阶段，声发射事件数在短时间急剧 0.2 2.9215 -9.223 6.55 0.96008 跃升，试样迅速崩裂.这主要是因为：初始损伤度越 大，试件在腐蚀作用下内部损伤更严重，损伤降低了晶 可以为借助无损检测的波速指标来表征和预测混凝土 体颗粒的强度，减小了晶体颗粒间的黏结力，使得试件 材料腐蚀环境中的力学性能提供参考 在破裂时所需能量减少，而材料内部较多的微孔隙微 腐蚀损伤加速度可由下式表示，可见随着腐蚀时 缺陷使加载过程中试件内部应力重新分配平衡的能力 间的延长，混凝土强度损伤随波速损伤呈加速破坏，直 降低，容易在薄弱位置形成应力集中和破坏2].同时 至失去承载能力. 从试验过程中破坏时产生的声响可以知道腐蚀一定时刘娟红等: 初始损伤对混凝土硫酸盐腐蚀劣化性能的影响 图 6 不同初始损伤下试件的损伤因子计算及回归曲线. (a) 超声波速为损伤变量; (b) 抗压强度为损伤变量 Fig. 6 Calculated damage factors and regression curves of concrete with different degrees of initial damage: (a) damage variable based on ultrasonic velocity; (b) damage variable based on compressive strength 表 3 强度损伤表达式回归方程的系数和平方差 Table 3 Regression coefficient and square error of strength damage for鄄 mula 初始损伤度 a1 / 10 - 4 b1 / 10 - 3 c1 / 10 - 2 相关程度,R 2 0 7郾 88317 18郾 07 - 0郾 542 0郾 974 0郾 1 30郾 6 14郾 3 - 0郾 447 0郾 99725 0郾 2 634郾 4 6郾 55 - 5郾 503 0郾 98086 图 7 腐蚀损伤因子之间关系和回归曲线 Fig. 7 Relationship between corrosion damage factors and regression curves 表 4 损伤因子关系回归方程的系数和平方差 Table 4 Regression coefficient and square error of relations between damage factors 初始损伤度 a2 / 10 - 1 b2 / 10 - 2 c2 / 10 - 2 相关程度,R 2 0 6郾 2802 4郾 082 - 2郾 604 0郾 98645 0郾 1 7郾 3399 - 45郾 547 - 0郾 695 0郾 98942 0郾 2 2郾 9215 - 9郾 223 6郾 55 0郾 96008 可以为借助无损检测的波速指标来表征和预测混凝土 材料腐蚀环境中的力学性能提供参考. 腐蚀损伤加速度可由下式表示,可见随着腐蚀时 间的延长,混凝土强度损伤随波速损伤呈加速破坏,直 至失去承载能力. 鄣Ds / 鄣Dv(t) = 2a2Dv(t) + b2 . (7) 2郾 3 初始损伤混凝土腐蚀作用下的声发射特征分析 受压过程中混凝土的声发射强弱与其变形和裂隙 扩展紧密相关. 图 8 为混凝土试件腐蚀前的应力鄄鄄 应 变与振铃计数率关系曲线. 根据试验结果,绘制了不 同初始损伤下混凝土试件腐蚀 300 d 时的应力鄄鄄 应变 与振铃计数率关系曲线如图 9 所示. 在加载初期的密 实阶段,腐蚀 300 d 的试件几乎没有声发射信号产生, 腐蚀前的试样出现少量的信号,主要原因是混凝土腐 蚀后软化显著,内部产生孔隙、裂隙等缺陷,以至于压 密时变形破坏激烈程度比未腐蚀的试样相对减弱. 图 8 混凝土试件腐蚀前应力鄄鄄应变与声发射数量关系曲线 Fig. 8 Relationship between AE number and stress鄄stain curve of concrete before corrosion 图 9 可以看出,初始损伤度为 0郾 2 的试件声发射 活动明显减弱,初始损伤的增加使产生明显声发射的 时间滞后,进入破坏阶段,声发射事件数在短时间急剧 跃升,试样迅速崩裂. 这主要是因为:初始损伤度越 大,试件在腐蚀作用下内部损伤更严重,损伤降低了晶 体颗粒的强度,减小了晶体颗粒间的黏结力,使得试件 在破裂时所需能量减少,而材料内部较多的微孔隙微 缺陷使加载过程中试件内部应力重新分配平衡的能力 降低,容易在薄弱位置形成应力集中和破坏[22] . 同时 从试验过程中破坏时产生的声响可以知道腐蚀一定时 ·1283·