钢管混凝土结构在超高层建筑中的应用日益广泛, 由于施工质量控制不到位及混凝土材料收缩等原因, 其内部可能出现核心混凝土空洞缺陷及混凝土与钢管壁间的界面剥离缺陷, 进而对其力学性能带来负面影响。该文针对矩形钢管混凝土截面的缺陷检测, 在表面粘贴压电陶瓷片进行测量, 对这两种内部缺陷在不同测试路径上压电陶瓷片响应的影响进行试验和数值模拟分析。通过对健康、存在核心混凝土空洞和界面剥离缺陷的不同试件不同检测路径上压电传感器输出信号的比较, 研究了缺陷对应力波传播的影响, 并得到采用对测方式检测的敏感范围。结果表明采用对测方法可有效检测钢管混凝土缺陷, 其敏感范围的确定具有工程意义。

套筒灌浆连接是当前装配式建筑中受力钢筋的主要连接方式, 其灌浆质量是影响装配式混凝土结构性能的关键因素之一。运用压电陶瓷材料的驱动和传感功能, 该文提出了一种基于波动分析的套筒灌浆缺陷主动检测方法, 并通过试验验证其可行性, 通过数值模拟分析其机理。在套筒连接钢筋表面粘贴压电片, 测量健康试件和设置有不同尺寸缺陷试件上压电陶瓷传感器的输出信号, 并对小波包能量进行分析和比较。结果表明, 灌浆缺陷导致压电陶瓷传感器输出信号的电压幅值增大, 小波包能量指标与套筒灌浆缺陷尺寸大小相关。该法能对套筒内灌浆缺陷进行有效检测。

空间光束在增益介质中相互干涉,产生空间烧孔现象,形成增益光栅。通过四波混频作用形成的增益光栅具有自适应性、自调Q性和空间滤波能力,能够得到全息的共轭输出。但其都起始于腔内的自发辐射,自发辐射容易受到抽运的影响,而且带宽很宽,导致输出的频率会有一定的波动。实验可知,在基于增益光栅的自启动单频调Q激光器中,采用外部注入单频窄线宽的种子源引导形成增益光栅,可获得锁定在种子光频谱范围内的稳定的单频调Q脉冲输出。对比实验发现,在相同的观察时间内,注入种子源输出的频谱稳定程度远高于自启动输出的频谱稳定程度。这一现象也证明了通过外部种子注入形成光栅,利用增益光栅的自适应性能够得到稳频输出。

研究发现, 空间光束在增益介质中相互干涉, 产生空间烧孔现象, 形成增益光栅。简并的四波混频作用形成的增益光栅在谐振腔内多次振荡后, 具有产生自调Q、自适应、窄化带宽和相位共轭激光输出的能力。在掠入射式结构的非互易式激光谐振腔中, 采用脉冲抽运单块Nd∶YVO4晶体, 利用增益光栅的上述特性, 分析了影响输出单频稳定性和输出能量的因素, 通过优化非互易式器件消光比、增益区域大小、自交叉光夹角等条件实现了单脉冲能量为0.9 mJ、脉宽为7.5 ns、线宽为0.95 pm的稳定的单纵模调Q输出。在本研究检索范围内, 这是目前单块增益介质实现的最大能量, 可为非互易式增益光栅激光器稳定的单纵模振荡的分析和优化提供参考。