预应力混凝土梁腐蚀断丝水下监测试验研究

来源：振动与冲击杂志2024年第3期北京时间：

作者：商峰，宋文杰，韩金生，杨波，付垚，徐龙海

单位：1.中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室，北京100038；2.山东科技大学土木工程与建筑学院，山东 青岛266590；3.美国物理声学公司北京代表处，北京100029；4.无锡联河光子技术有限公司，江苏 无锡214000

摘要：采用人工通电加速腐蚀的方法模拟混凝土梁内预应力钢筋的自然断裂过程从而获得真实的断丝声发射信号，应用高频声发射传感器和分布式光纤监测系统从水下采集预应力钢筋断裂时产生的声信号，分析信号的时频域特征和时域统计特征参数，结果表明：断丝信号的超声波段在水中传播时发生频散，应采用20kHz以下的时域统计特征识别断丝信号；铠装光缆可以接收到在水中传播的断丝信号，其在时频图上表现为一条竖直的条带，并且能量主要集中分布于100~200Hz。采用时域统计特征参数分析光纤监测信号时，需要设定较小的门槛值截取信号进行分析；对于光纤水声监测工况来说，峰值指标的信噪比较低，裕度和峭度指标更适合于用来识别断丝信号。本研究为开发预应力混凝土结构断丝水下声光纤监测系统奠定了基础。

关键词：断丝监测；声发射；分布式光纤；水声探测