超高性能混凝土断裂全过程声发射分形特征及损伤机理

为研究超高性能混凝土(UHPC)轴拉破坏全过程的声发射(AE)机理和分形特征，首先，开展了不同钢纤维(端钩形、微波纹形和直圆形)增强的UHPC轴拉试件破坏试验，得到UHPC轴拉破坏过程中的声发射信号；其次，利用快速傅里叶变换计算信号的主频，分析主频在试验过程中的分布特征；然后，基于分形理论利用分形盒维度计算方法对信号进行分形分析，并探究分形盒维度与主频之间的关联性；最后，利用小波包变换方法计算破坏过程中的平均频带能量，分析不同应力状态下各频带能量的演变规律。试验结果表明：变形纤维的端钩和波纹与基体滑移过程产生较高的主频信号，而直圆纤维与基体滑移过程产生较低的主频信号；试件破坏阶段主频段信号分布增多，但依然以基体微裂和钢纤维相对滑移为主；分形盒维度在试件开裂前分布较集中，且在即将破坏时分形盒维度增大，开裂后变分散，新生微裂纹产生的信号分形盒维度与开裂前类似，宏观裂纹扩展产生的信号分形盒维度降低；平均分形盒维度随主频的增大而增大，呈近似二阶多项式变化，主频越高的信号复杂程度越高；AE信号能量集中于1～4频段，不同纤维增强试件的主要能量在频段上的分布不同，但在即将破坏时所有试件能量均由低频向...