Ин таҳқиқот барои барвақттар ва объективитар муайян кардани марҳилаҳои интиқодие, ки бетон ҳангоми осеб дидан зери фишор аз оғози микротарқиш то рушди ноустувори тарқиш ва вайроншавии ниҳоӣ аз сар мегузаронад, равиши Critical Slowing Down (CSD)-ро ба маълумоти эмиссияи акустикӣ татбиқ мекунад.

Дар таҳқиқот энергияи эмиссияи акустикӣ, AE counts ва signal strength ҳамчун нишондиҳандаҳои асосии осеб интихоб шудаанд. Дисперсияи лағжандаи ин сигналҳо дар равзанаҳои пайдарпайи вақт ҳисоб карда мешавад ва болоравиҳои ногаҳонии дисперсия ҳамчун нишонаи наздик шудани система ба гузаришҳои интиқодии осеб шарҳ дода мешаванд.

Дар озмоишҳои фишуриши якмеҳварӣ дар кубҳои бетонии 150 mm бо се таносуби гуногуни об/пайвандак, нишондиҳандаи дисперсия бар асоси CSD оғози микротарқиш, шикасти субкритикӣ ва гузариши вайроншавиро аз ҳам ҷудо кардааст. Аз ҷумла, нуқтаи шикасти субкритикӣ дар се омехта тақрибан дар доираи %76–85 шиддати қуллавӣ пайдо шуда, манбаъ онро ҳамчун нишондиҳандаи боэътимоди огоҳии барвақт дар атрофи тақрибан %80 шиддати қуллавӣ арзёбӣ кардааст.

Дар муқоиса бо ҳадди ақали AE b-value, нишондиҳандаи шикасти субкритикӣ бар асоси CSD огоҳии барвақттар додааст. Барои се омехта фосилаҳои огоҳии CSD 60, 63 ва 71 сония буданд, дар ҳоле ки огоҳиҳои ҳадди ақали b-value танҳо 23, 28 ва 6 сония пештар ба амал омадаанд.

Бо вуҷуди ин, таҳқиқот ба озмоиши лаборатории фишуриши якмеҳварӣ дар кубҳои хурди бетон асос ёфтааст. Ҳанӯз нишон дода нашудааст, ки ҳамон ҳадҳо ва муҳлатҳои огоҳӣ дар пулҳо, биноҳо, нақбҳо ё иншооти саҳроии миқёси пурра низ эътибор доранд.

Эмиссияи Акустикӣ Тарқишҳои Дохили Бетонро Чӣ Гуна Муайян Мекунад?

Ҳангоми пайдо шудани тарқиши нав дар бетон ё пеш рафтани тарқиши мавҷуда, қисми энергияи чандирии дар мавод захирашуда ба шакли мавҷҳои кӯтоҳмуддати шиддат озод мешавад. Ин мавҷҳоро сенсорҳои пьезоэлектрикии эмиссияи акустикӣ муайян карда метавонанд.

Системаи AE ин сигналро танҳо ҳамчун як “сатҳи садо” сабт намекунад. Аз як рӯйдоди AE метавон параметрҳои зиёди тавсифиро гирифт.

Таҳқиқот аз байни онҳо параметрҳои energy, counts ва signal strength-ро интихоб мекунад. Сабаб ин аст, ки ин се нишондиҳанда миқёс, басомад ва миқдори умумии энергияи фаъолияти тарқишро аз ҷанбаҳои гуногун инъикос мекунанд.

Critical Slowing Down Чист?

Critical Slowing Down — суст шудани тадриҷии суръати бозгашти системаи динамикӣ ба ҳолати мувозинати пешина пас аз халалҳо ҳангоми наздик шудан ба тағйироти интиқодии ҳолат мебошад.

Вақте ки система аз ҳолати устувор дур шудан мегирад, тағйироти хурди тасодуфӣ муддати дарозтар таъсир мекунанд. Аз назари назариявӣ, ин ду натиҷаи маъмулии оморӣ дорад:

• монандтар шудани ченакҳои пайдарпай ба ҳамдигар, яъне афзоиши автокоррелятсия;
• афзоиши бузургии тағйирёбӣ ва дисперсияи тағйирёбандаи ҳолати ченшаванда.

Аз нигоҳи бетон идея чунин аст: ҳангоми наздик шудани системаи тарқишҳо ба режими нави осеб, рафтори омории сигналҳои AE метавонад тағйир ёбад. Агар дисперсияи AE energy, counts ё signal strength зуд афзоиш ёбад, система метавонад ба гузариши интиқодии осеб наздик шуда истода бошад.

Таҳқиқот кадом нишондиҳандаи CSD-ро истифода мебарад?

Гарчанде ки бахши назариявӣ ҳам автокоррелятсия ва ҳам дисперсияро баррасӣ мекунад, дар таҳлили таҷрибавӣ нишондиҳандаи асосӣ дисперсияи лағжанда аст.

Қатори вақти AE ба равзанаҳои кӯтоҳ ҷудо мешавад ва дар ҳар равзана дисперсия ҳисоб карда мешавад. Бо лағжондани равзана дар тӯли вақт, тағйирёбии дисперсия дар ҷараёни боргузорӣ пайгирӣ мешавад.

Дар таҳқиқот:

Дарозии равзана = 100 AE hit

Қадами лағжиш = 10 AE hit

интихоб шудааст.

Намунаҳои Бетон Чӣ Гуна Омода Шуданд?

Дар озмоишҳо намунаҳои кубии бетонӣ бо дарозии канори 150 mm истифода шуданд.

Се таносуби гуногуни об/пайвандак истифода шуд:

Барои ҳар омехта се такрор омода карда шуд.

Дар Озмоиш Бетон Чӣ Гуна Боргузорӣ ва AE Чӣ Гуна Чен Карда Шуд?

Боргузории фишуриши якмеҳварӣ дар системаи санҷиши механикии санг ва бетони RMT-201 бо назорати ҷойивазкунӣ анҷом дода шуд.

Ченкуниҳои AE ва механикӣ ҳамзамон оғоз шуданд. Ҳамин тавр, сатҳи шиддате, ки дар он фаъолияти муайяни тарқиш ба амал омадааст, аз рӯи вақт мустақиман муқоиса карда шуд.

Усул ва Натиҷаҳои Таҳқиқот

Усули CSD Осеби Бетонро Ба Кадом Нуқтаҳои Интиқодӣ Ҷудо Кард?

Дар натиҷаҳои таҷрибавӣ се нуқтаи асосии гузариш махсусан барҷаста мебошанд:

Point A — Оғози микротарқиш

Аввалин болоравии равшани дисперсия. Он ҳамчун нуқтаи гузариши бетон аз фишурдашавии ибтидоии ковокиҳо ва фаъолияти пасти AE ба рушди устувори тарқиш шарҳ дода мешавад.

Point C — Шикасти субкритикӣ

Дуюмин болоравии интиқодии дисперсия. Он ҳамчун нуқтае арзёбӣ мешавад, ки рушди устувори тарқиш ба афзоиши ноустувори тарқиш мегузарад.

Point E — Вайроншавӣ

Ин гузаришест, ки қобилияти борбардорӣ ба таври назаррас аз даст меравад ва осеби макроскопӣ равшан мегардад.

Чаро оғози микротарқиш ба омехта ҳассостар аст?

Бо зиёд шудани таносуби об/пайвандак, дар манбаъ ҳам вақти нуқтаи оғози микротарқиш ва ҳам таносуби шиддат афзоиш меёбад.

Тибқи шарҳи муаллифон, миқдори бештари об пас аз гидрататсия метавонад ковокиҳо ва нуқсонҳои ибтидоии бештар боқӣ гузорад. Азбаски фишурдашавии ин холигиҳо дар қисми аввали боргузорӣ вақти бештар мегирад, оғози равшани микротарқиш метавонад ба сатҳи баландтари шиддат гузарад.

Чаро Point C муҳимтар аст?

Дар ҳоле ки Point A микрозарари аввалияро нишон медиҳад, Point C гузариш аз рушди устувори тарқиш ба режими шикасти ноустуворро ифода мекунад.

Аз ин рӯ, аз нигоҳи огоҳии барвақт нуқтаи асосии интиқодӣ Point C мебошад.

Таносубҳои Point C-и се омехта тақрибан дар доираи %76–85 мебошанд. Манбаъ бар он аст, ки ин ҳадди такроршавандаи огоҳии барвақт дар атрофи тақрибан %80 шиддати қуллавӣ мебошад.

Бетон Ба Чанд Марҳилаи Осеб Ҷудо Мешавад?

Чор марҳилаи асосие, ки дар натиҷаҳои таҷрибавӣ ва бахши хулосаи манбаъ истифода шудаанд, чунинанд:

Дар бахши пештари методологияи назариявии мақола таснифи муфассалтари панҷмарҳилавӣ низ мавҷуд аст. Аз ин рӯ, дар манбаъ оид ба шумораи марҳилаҳо ду баёни гуногун дида мешавад. Хулосаи ниҳоии натиҷаҳои таҷрибавӣ чор марҳилаи асосиро қабул мекунад.

Чаро Танҳо Ба Параметрҳои Хоми AE Нигоҳ Кардан Кофӣ Нест?

Дар таърихи вақти energy, counts ва signal strength бо наздик шудани бетон ба вайроншавӣ умуман афзоиши фаъолият мушоҳида мешавад. Аммо сигналҳои AE табиатан фосилавӣ буда, тағйирёбиҳои тасодуфӣ доранд.

Аз ин рӯ, танҳо аз рӯи визуалӣ дидани каҷи хом барои муайян кардани вақти оғози гузаришҳои интиқодӣ метавонад субъективӣ бошад.

Усули CSD мехоҳад ҳамон маълумотро тавассути дисперсияи лағжанда аз нав арзёбӣ карда, тағйироти ногаҳонии тақсимотро равшантар намояд.

Тибқи муқоисаи манбаъ, дар ҳоле ки оғози микротарқиш ва вайроншавии ниҳоиро аз параметрҳои хоми AE низ дидан мумкин аст, шикасти субкритикии Point C дар қаторҳои анъанавии вақти параметрҳо хеле душвортар фарқ карда мешавад.

Фарқи b-Value ва Усули CSD Дар Чист?

Таҳлили AE b-value тақсимоти амплитудаи рӯйдодҳои AE-ро тавассути муносибати логарифмӣ-хаттии монанд ба Gutenberg–Richter меомӯзад.

b-value-и баланд метавонад бо тақсимоте алоқаманд бошад, ки дар он тарқишҳои хурд бартарӣ доранд, дар ҳоле ки b-value-и паст бо афзоиши фаъолияти тарқишҳои калонмиқёс алоқаманд шуда метавонад.

Дар таҳқиқот b-value дар оғоз боло рафта, баъдан босуръат поён шуда ба ҳадди ақал расидааст ва пас аз вайроншавӣ тақрибан дар атрофи 1 тағйир ёфтааст.

Қиматҳои ҳадди ақал барои се гурӯҳ:

0,20 — 0,19 — 0,41

гузориш шудаанд.

Аммо ҳадди ақали b-value баъдтар аз Point C-и бо CSD муайяншуда ба вуҷуд меояд.

CSD Огоҳии Барвақтро То Чӣ Андоза Пештар Кард?

Ин қиматҳо вақти боқимонда аз нуқтаи огоҳӣ то шиддати қуллавиро нишон медиҳанд.

Хусусан дар гурӯҳи RW/B=0,50, ҳадди ақали b-value танҳо 6 сония пештар сигнал додааст, дар ҳоле ки Point C фосилаи 71 сонияи огоҳии барвақтро таъмин кардааст.

Огоҳӣ дар кадом сатҳи бор меояд?

Барои Point C дар манбаъ ба ҳисоби миёна:

Шиддати огоҳӣ / шиддати қуллавӣ ≈ %80,85

дода шудааст.

Барои ҳадди ақали b-value ин таносуб:

≈ %97,02

мебошад.

Пас, вақте ки ҳадди ақали b-value ба вуҷуд меояд, бетон аллакай ба қобилияти қуллавии борбардории худ хеле наздиктар шудааст.

Оё Ин Усулро Дар Пул ё Бинои Воқеӣ Истифода Бурдан Мумкин Аст?

Манбаъ мегӯяд, ки чунин имконият вуҷуд дорад; аммо ин ҳанӯз татбиқи саҳроии тасдиқшуда нест.

Дар ин таҳқиқот:

• кубҳои хурди бетон;
• бори якмеҳварии назоратшаванда;
• ҷойгиркунии сенсорҳои лабораторӣ;
• омехтаҳои муайяни бетон

истифода шудаанд.

Дар иншооти воқеӣ ҳаракати нақлиёт, ҳарорат, намӣ, шиддати бисёрмеҳварӣ, арматура, манбаъҳои гуногуни тарқиш ва садои муҳити зист метавонанд сигналҳои AE-ро мураккабтар гардонанд.

Ҳадафи кори ояндаи муаллифон низ санҷиш дар иншооти миқёси пурра ва дар шароити гуногуни боргузорӣ мебошад.

Натиҷаҳое, ки таҳқиқот дастгирӣ мекунад

• Дисперсияи AE energy, counts ва signal strength ҳангоми наздик шудани бетон ба гузаришҳои интиқодии осеб метавонад ба таври равшан тағйир ёбад.
• Таҳлили дисперсия бо равзанаи лағжанда метавонад гузаришҳои интиқодиро нисбат ба қаторҳои хоми вақти AE ба таври низоммандтар намоён кунад.
• Оғози микротарқиш, шикасти субкритикӣ ва нуқтаҳои вайроншавӣ дар озмоишҳо аз ҳам ҷудо карда шудаанд.
• Шикасти субкритикии Point C дар се омехта тақрибан дар доираи %76–85 шиддати қуллавӣ пайдо шудааст.
• Point C нисбат ба нишондиҳандаи ҳадди ақали b-value огоҳии барвақттар додааст.
• Марҳилаҳои осеби бо CSD муайяншуда умуман бо параметрҳои классикии AE ва тамоюлҳои b-value мувофиқанд.

Натиҷаҳое, ки таҳқиқот дастгирӣ намекунад

• Нишон дода нашудааст, ки %80 шиддати қуллавӣ барои ҳамаи бетонҳо ҳадди универсалии вайроншавӣ аст.
• Нишон дода нашудааст, ки муҳлати огоҳии 60–71 сония дар иншооти воқеӣ айнан ба даст меояд.
• Гуфтан мумкин нест, ки усули CSD дар пулҳо, биноҳо ё нақбҳо дар миқёси саҳроӣ тасдиқ шудааст.
• Нишон дода нашудааст, ки усули b-value умуман бефоида аст; таҳқиқот танҳо нишон медиҳад, ки дар ҳамин озмоишҳо CSD огоҳии барвақттар додааст.
• Нишон дода нашудааст, ки афзоиши дисперсия дар ҳама шароит танҳо аз рушди тарқиши бетон сар мезанад.
• Мақола стандарти ниҳоии методие нест, ки аз баррасии ҳамтоён гузашта бошад.

Ёддошти Манбаъ ва Усул

Унвони аслӣ:Damage Evolution Analysis of Concrete Based on Critical Slowing Down Characteristic of Acoustic Emission Parameters.

Муаллифон: Jian Liang, Yuxuan Shi, Qian Ma, Weiwei Xie, Bo Yu.

Навъи манбаъ: Мақолаи таҳқиқотии SSRN preprint.

SSRN: 6963435.

Вазъи баррасии ҳамтоён: Дар PDF ба таври равшан “Preprint not peer reviewed” нишон дода шудааст.

Соҳаи таҳқиқот: Механикаи осеби бетон, эмиссияи акустикӣ, озмоиши бидуни вайронкунӣ ва мониторинги саломатии сохторӣ.

Намунаи озмоишӣ: Кубҳои бетонии 150 mm.

Омехтаҳо: Таносубҳои об/пайвандак 0,40, 0,45 ва 0,50; барои ҳар кадом се такрор.

Боргузорӣ: Фишуриши якмеҳварӣ, бо назорати ҷойивазкунӣ, 0,005 mm/s.

Системаи сабти AE: Physical Acoustics Corporation Micro-II Digital AE System.

Намунагирӣ: 1 MHz.

Ҳадди муайянкунӣ: 45 dB.

Параметрҳои таҳлилшудаи AE: Energy, counts ва signal strength.

Меъёри CSD: Дисперсияи лағжанда, ки бо равзанаи 100-hit ва қадами лағжиши 10-hit ҳисоб шудааст.

Нишондиҳандаи асосии огоҳии барвақт: Point C — шикасти субкритикӣ.

Таносубҳои шиддати Point C: %75,76, %85,18 ва %81,59.

Фосилаҳои огоҳии барвақти CSD: 60, 63 ва 71 сония.

Фосилаҳои огоҳии барвақти ҳадди ақали b-value: 23, 28 ва 6 сония.

Ёддошти методии дохили манбаъ: Дар бахши методологияи назариявӣ панҷ марҳилаи осеб шарҳ дода мешавад, аммо дар натиҷаҳои таҷрибавӣ ва бахши Conclusion чор марҳилаи асосии осеб истифода мешаванд. Verianla ин ду баёнро бесадо ба як тасниф табдил надодааст.

Кори оянда: Иншооти миқёси пурра, шароити гуногуни боргузорӣ ва ҳамгироӣ бо дигар усулҳои озмоиши бидуни вайронкунӣ.

Бархӯрди манфиатҳо: Муаллифон бархӯрди маълуми молиявӣ ё шахсии манфиатҳоро гузориш намекунанд.

Дастрасӣ ба маълумот: Гуфта шудааст, ки баъзе ё ҳамаи маълумот, моделҳо ва кодҳо бо дархости асоснок аз муаллифи масъул дастрас шуда метавонанд.

Маблағгузорӣ: Inner Mongolia University of Science and Technology Keju Plan; National Natural Science Foundation of China; Guangxi Key Research and Development Project; Guangxi Science and Technology Major Project.

Иҷозатнома: Азбаски дар preprint-и боршуда иҷозатномаи кушодаи Creative Commons-и қобили санҷиш дида намешавад, ҳуқуқи истифодаи такрории кушода пешфарз ҳисоб нашудааст.

Ёддошти усули Verianla: Ин муҳтаво тарҷумаи параграф-ба-параграфи preprint-и манбаъ нест. Назарияи CSD, тарҳи озмоиш, параметрҳои AE, нуқтаҳои гузариши интиқодӣ, самаранокии огоҳии барвақт, муқоисаи b-value ва маҳдудиятҳо дар сохтори мустақили омӯзишӣ аз нав ташкил шудаанд. Натиҷаҳои лабораторӣ ҳамчун ҳадҳои универсалии дар иншооти воқеии саҳроӣ тасдиқшуда пешниҳод нашудаанд.