bzhbБетон и железобетонConcrete and Reinforced Concrete0005-98893034-1302АО «НИЦ «Строительство»10.37538/0005-9889-2023-3(617)-38-44bzhb-29Research ArticleТЕХНОЛОГИЯ И ОРГАНИЗАЦИЯ СТРОИТЕЛЬСТВАTECHNOLOGY AND ORGANIZATION OF CONSTRUCTIONПрименение акустико-эмиссионных критериев для исследования процессов деформирования и разрушения конструкций из железобетонаApplication of acoustic emission criteria for the study of deformation processes and destruction of reinforced concrete structuresСагайдакА. И.SagaidakA. I.

Александр Иванович Сагайдак, канд. техн. наук, ведущий научный сотрудник центра № 20 НИИЖБ им. А.А. Гвоздева АО «НИЦ «Строительство», Москва

e-mail: sagaidak-niizhb@mail.ru

Alexandr I. Sagaidak, Cand. Sci. (Engineering), Leading Researcher of the Center No. 20, NIIZHB named after A.A. Gvozdev, JSC Research Center of Construction, Moscow

e-mail: sagaidak-niizhb@mail.ru

sagaidak-niizhb@mail.ruБоровковаЕ. С.BorovkovaE. S.

Евгения Сергеевна Боровкова, физик, старший преподаватель Полоцкого государственного университета имени Евфросинии Полоцкой, Новополоцк

e-mail: e.borovkova@psu.by

Evgeniya S. Borovkova, Physicist, Senior Lecturer at the Euphrosyne Polotsk State University, Novopolotsk

e-mail: e.borovkova@psu.by

e.borovkova@psu.byНаучно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт бетона и железобетона (НИИЖБ) им. А.А. Гвоздева АО «НИЦ «Строительство»РоссияResearch institute of concrete and reinforced concrete (NIIZHB) named after A.A. Gvozdev, JSC Research Center of ConstructionRussian FederationПолоцкий государственный университет имени Евфросинии ПолоцкойБеларусьEuphrosyne Polotskaya state university of PolotskBelarus20233107202361733844Copyright © АО «НИЦ «Строительство», 20232023АО «НИЦ «Строительство»АО «НИЦ «Строительство»https://www.bzhb.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.bzhb.ru/jour/article/view/29Введение

Введение. Приведены основные результаты применения метода акустико-эмиссионных критериев для диагностики предразрушающего состояния железобетонных конструкций. В работе рассмотрена взаимосвязь зарождения и роста микротрещин в железобетонных балках с отклонениями инвариантных соотношений от устойчивых значений акустико-эмиссионных параметров.

Целью исследования является оценка возможности применения для диагностики железобетонных конструкций метода инвариантов; уточнение численных значений временного и амплитудного инвариантов, временных и амплитудных информационных параметров для железобетонных балок; определение связи инвариантов с масштабом разрушения в железобетонных конструкциях.

Материалы и методы

Материалы и методы. Экспериментальные исследования проводились на железобетонных балках, изготовленных из тяжелого бетона (класса прочности на сжатие В60, В90) и фибробетона (класса прочности на сжатие В30, В60). В процессе испытания балок проводились акустико-эмиссионные измерения, фиксировались размеры трещин.

Результаты

Результаты. Результаты испытаний позволили установить численные значения временного и амплитудного инвариантных критериев, временного и амплитудного информационных параметров для железобетонных балок. Численные значения временного инварианта имеют значения близкие к единице, амплитудный инвариант имеет значение 0,1, а информационный параметр временных интервалов и амплитудный информационный параметр равны 0 на начальной стадии нагружения образцов.

Выводы

Выводы. Исследования показали возможность количественной оценки размеров трещин (суммарной длины в зоне контроля) конструкции при помощи метода инвариантов. Наиболее информативным является временной и амплитудный инвариантные критерии.

Introduction

Introduction. The main results of the application of the method of acoustic emission criteria for the diagnosis of the pre-destructive state of reinforced concrete structures are presented. The paper considers the relationship between the origin and growth of microcracks in reinforced concrete beams with deviations of invariant ratios from stable values of acoustic emission parameters.

The aim of the research is evaluate the possibility of using the invariant method for the diagnosis of reinforced concrete structures. Refinement of numerical values of time and amplitude invariants, time and amplitude information parameters for reinforced concrete beams. Determination of the relationship of invariants with the scale of destruction in reinforced concrete structures.

Materials and methods

Materials and methods. Experimental studies were carried out on reinforced concrete beams made of heavy concrete (compressive strength class B60, B90) and fiber concrete (compressive strength class B30, B60). In the process of testing the beams, acoustic emission measurements were carried out, the crack sizes were fixed.

Results

Results. The test results allowed us to establish numerical values of time and amplitude invariant criteria, time and amplitude information parameters for reinforced concrete beams. The numerical values of the time invariant have values close to 1, the amplitude invariant has a value of 0,1, and the information parameter of the time intervals and the amplitude information parameter are equal to 0 at the initial stage of loading the samples.

Conclusions

Conclusions. Studies have shown the possibility of quantifying the size of cracks (the total length in the control zone) of the structure using the invariant method. The most informative are the time and amplitude invariant criteria.

акустическая эмиссияпуассоновское распределениевременной инвариантамплитудный инвариантинформационный параметржелезобетонacoustic emissionPoisson distributiontime invariantamplitude invariantinformation parameterreinforced concreteРабота выполнена за счет средств госбюджета.The work was carried out at the expense of the state budget.ReferencesБуйло С.И. Физико-механические, статистические и химические аспекты акустико-эмиссионной диагностики: монография / С.И. Буйло; Южный федеральный университет. Ростов-на-Дону; Таганрог: Издательство Южного федерального университета; 2017. 184 с. ISBN 978-5-9275-2369-6Builo S.I. Physico-mechanical, statistical and chemical aspects of acoustic emission diagnostics. Rostov-on-Don, Taganrog: SFU Publishing House; 2017. 184 p. ISBN 978-5-9275-2369-6 (In Russian).Буйло С.И. Об информативности метода инвариантов сигналов акустической эмиссии в задачах диагностики предразрушающего состояния материалов // <i>Дефектоскопия.</i> 2018. № 4. С. 18–23. EDN: YWENVNBuilo S.I. On the information value of the method of invariants of acoustic-emission signals in the diagnostics of pre-failure state in materials. <i>Russian Journal of Nondestructive Testing</i>. 2018, no. 4 (54), pp. 237–242. (In English). DOI: https://doi.org/10.1134/S1061830918040034. EDN: YBYEKDБуйло С.И. Физико-механические, химические и статистические аспекты акустической эмиссии // <i>Известия Алтайского государственного университета.</i> 2019. № 1 (105). С. 11–21. DOI: https://doi.org/10.14258/izvasu(2019)1-01. EDN: YZEBDVBuilo S.I. Physico-mechanical, chemical and statistical aspects of acoustic emission. <i>Izvestiya of Altai State University.</i> 2019, no. 1 (105), pp. 11–21. (In Russian). DOI: https://doi.org/10.14258/izvasu(2019)1-01. EDN: YZEBDVКондранин Е.А. Определение прочностных характеристик конструкций на основе инвариантов амплитуд акустической эмиссии // <i>Известия ЮФУ. Технические науки.</i> 2009. № 2 (91). С. 14–19. EDN: KNPFABKondranin Ye.A. Definition of the strengthen characteristics of the constructions in terms of the amplitude invariants of the acoustic emission. <i>Izvestiya SFedU. Engineering sciences.</i> 2009, no. 2 (91), pp. 14–19. (In Russian). EDN: KNPFABПат. RU2417369C2. Способ определения предельного состояния строительных конструкций. Сагайдак А.И., заявл. 29.06.2009; опубл. 27.04.2011.Pat. RU2417369C2. Method for determining the limit state of building structures. Sagaidak A.I., declared on 29.06.2009; published on 27.04.2011. (In Russian).Сагайдак А.И. Состояние и перспективы использования метода акустической эмиссии в современном строительстве. Бетон и железобетон – взгляд в будущее. Научные труды III Всероссийской (II Международной) конференции по бетону и железобетону: В семи томах. 2014. Т. 2. С. 427–438. EDN: UBXDMZSagaidak A.I. The state and prospects of using the acoustic emission method in modern construction. Concrete and reinforced concrete – a look into the future. Scientific papers of the III All-Russian (II International) Conference on Concrete and Reinforced Concrete: 2017. 184 p. In seven volumes. 2014, vol. 3, pp. 427–438. (In Russian). EDN: UBXDMZИванов В.И. Акустико-эмиссионная диагностика [Текст]: [справочник] / В.И. Иванов, В.А. Барат. – Москва: Спектр; 2017. 368 с.: ил., табл.; 24 см.; ISBN 978-5-4442-0126-8Ivanov V.I., Barat V.A. Acoustic emission diagnostics. Moscow: Spektr; 2017. 368 p. ISBN 978-5-4442-0126-8. (In Russian).Sagaidak A.I., Elizarov S.V. New possibilities of acoustic emission method for research of adhesion between concrete and steel bars of different profile. <i>Word Conference on Acoustic Emission.</i> Beijing, 2011, рр. 464–469.Sagaidak A.I., Elizarov S.V. New possibilities of acoustic emission method for research of adhesion between concrete and steel bars of different profile. <i>Word Conference on Acoustic Emission.</i> Beijing, 2011, Moscow: Spektr; 2017. 368 p. рр. 464–469.Сагайдак А.И. Использование метода акустической эмиссии для контроля прочности бетона // <i>Бетон и железобетон</i> 2000. № 4. С. 24–25. EDN: ZVIXVBSagaidak A.I. Using the acoustic emission method to control the strength of concrete. <i>Beton i Zhelezobeton</i> [Concrete and reinforced concrete]. 2000, no. 4, pp. 24–25. (In Russian). EDN: ZVIXVBShen G., Zhang J., Wu Zh. Advances in Acoustic Emission Technology. <i>Proceedings of the World Conference on Acoustic Emission.</i> Guangzhou, China, 2019, pp. 41–53.Shen G., Zhang J., Wu Zh. Advances in Acoustic Emission Technology. <i>Proceedings of the World Conference on Acoustic Emission.</i> Guangzhou, China, 2019, pp. 41–53.Panel Discussion. Status of AE Standards: ASTM. 62nd Acoustic Emission Working Group Virtual Meeting. 2020.Panel Discussion. Status of AE Standards: ASTM. 62nd Acoustic Emission Working Group Virtual Meeting. 2020.Mark F.C. Overview of Current and Developing ASTM Acoustic Emission (AE) Standards. <i>Journal of Acoustic Emission.</i> 2010, no. 28, pp. 229–233.Mark F.C. Overview of Current and Developing ASTM Acoustic Emission (AE) Standards. <i>Journal of Acoustic Emission.</i> 2010, no. 28, pp. 229–233.Spanner J.C. Sr. An Overview of Acoustic Emission Codes and Standards. <i>Journal of Acoustic Emission.</i> 1987, no. 6, рр. 121–124. https://www.ndt.net/article/jae/papers/06-121.pdf. (Date of access 01.09.2021).Spanner J.C. Sr. An Overview of Acoustic Emission Codes and Standards. <i>Journal of Acoustic Emission.</i> 1987, no. 6, рр. 121–124. https://www.ndt.net/article/jae/papers/06-121.pdf. (Date of access 01.09.2021).Digiulio С., Herve С. New Edition of GEA Guideline for Acoustic Emission Testing of Pressure Equipments. <i>Proceedings of the 33rd Conference of the European Working Group on Acoustic Emission.</i> Senlis, France, 2018, p. 8.Digiulio С., Herve С. New Edition of GEA Guideline for Acoustic Emission Testing of Pressure Equipments. <i>Proceedings of the 33rd Conference of the European Working Group on Acoustic Emission.</i> Senlis, France, 2018, p. 8.Tomoki Shiotani, Satoshi Osawa, Yoshikazu Kobayashi, Shohci Momoki. Application of 3D AE Tomography for Triaxial Tests of Rocky Specimens. <i>3l Conference of the European Working Group on Acoustic Emission (EWGAE).</i> Pp. 1–9.Tomoki Shiotani, Satoshi Osawa, Yoshikazu Kobayashi, Shohci Momoki. Application of 3D AE Tomography for Triaxial Tests of Rocky Specimens. <i>3l Conference of the European Working Group on Acoustic Emission (EWGAE).</i> Pp. 1–9.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.