【摘 要】
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钢-混凝土组合梁是由钢梁和混凝土板通过剪力键连接共同受力的结构形式,凭借其更高的刚度、延性和承载力等优点,被广泛应用于现代桥梁和建筑结构中。然而钢-混凝土组合梁在长期服役过程中可能发生混凝土板开裂、界面脱粘滑移和剪力连接件失效等损伤,严重影响结构整体的安全性和耐久性。因此,本文通过声发射测量数据对钢-混凝土组合梁结构进行损伤识别,提出基于经验小波-赤池信息准则-遗传算法的损伤定位方法,以及基于改进
【基金项目】
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国家自然科学基金（编号51708146）“基于声发射信号改进经验小波分析的钢桥面板疲劳裂纹定量监测方法研究”； 中央高校基本科研业务费专项资金资助（编号JZ2019HGTB0083）“基于声发射信号压缩感知与深度学习的钢轨损伤监测方法研究”；
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钢-混凝土组合梁是由钢梁和混凝土板通过剪力键连接共同受力的结构形式,凭借其更高的刚度、延性和承载力等优点,被广泛应用于现代桥梁和建筑结构中。然而钢-混凝土组合梁在长期服役过程中可能发生混凝土板开裂、界面脱粘滑移和剪力连接件失效等损伤,严重影响结构整体的安全性和耐久性。因此,本文通过声发射测量数据对钢-混凝土组合梁结构进行损伤识别,提出基于经验小波-赤池信息准则-遗传算法的损伤定位方法,以及基于改进矩张量分析的损伤微观机理表征方法,实现钢-混凝土组合梁结构损伤的定量评估。主要研究内容包括:（1）进行了钢-混凝土组合梁抗剪连接件推出实验,研究剪切作用下的组合梁损伤识别。通过声发射参数分析发现,累计振铃计数、累计能量和高频峰值频率随着组合梁剪切破坏过程而改变,反映出损伤萌生、扩展及破坏三个阶段。为进一步表征不同位置的损伤源,提出基于赤池信息准则-遗传算法的损伤定位方法,首先通过断铅实验验证其较已有方法的优势,然后利用该方法识别组合梁剪切破坏过程中的界面滑移、栓钉剪断和混凝土冲切破坏。（2）进行了钢-混凝土组合梁四点弯曲实验,研究负弯矩作用下的组合梁损伤识别。考虑声发射信号在传播过程中的衰减、反射、散射与频散等现象以及工作环境噪声影响,引入经验小波变换对信号进行自适应分解,提取主频成分作为滤波后的信号进行赤池信息计算,获得更加准确的到达时间,提出基于经验小波-赤池信息准则-遗传算法的损伤定位方法,通过断铅实验验证经验小波变换处理对定位准确性的提升作用,然后将其用于钢-混凝土组合梁负弯矩区损伤定位,识别混凝土板开裂和界面脱粘损伤。（3）在声发射信号到达时间和损伤源位置精准判定的基础上,从经验小波变换主频成分中提取P波初动幅值,改进声发射矩张量分析算法,反演组合梁四点弯曲损伤的时空演化过程,并进行矩张量与信号参数联合分析,定量地表征混凝土板开裂破坏和界面脱粘的微观机理。结果表明,组合梁负弯矩区混凝土板开裂以张拉型裂纹为主、混合型与剪切型裂纹为辅,钢-混凝土界面脱粘损伤机理以张拉型微裂纹为主,而剪切型裂纹对界面脱粘起到了促进作用。
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