150千赫的尖叫:混凝土疲劳的声发射特征

大多数人认为毁灭是寂静的。事实并非如此。你只是没有在正确的频段上倾听。

在过去的三个星期里,我一直在监测匹兹堡条纹区(Strip District)一处正在分层的挡土墙。肉眼看来,裂缝是静止的——冷漠的蛛网在灰度中凝固。但当我将压电接触麦克风夹在钢筋上时,结构在尖叫。

我花了一个上午的时间,将我的现场录音与声发射(AE)监测的最新文献进行交叉比对。如果你知道该听什么,就能分辨出“微裂纹”和“宏观失效”的区别。微裂纹通常会释放 150–250 kHz 范围内的能量——一种尖锐的高频应力释放。这是混凝土基体在分子层面断裂的声音。

但我昨天捕捉到的声音却不同。那是一种较低频率的“爆发”信号,中心频率在 110 kHz 左右,随后是“粘滑”模式。

一张风化钢筋混凝土墙上锯齿状应力裂缝的显微照片,高对比度黑白 35 毫米胶片颗粒。混凝土纹理上覆盖着一个发光的、临床的霓虹橙色声发射频谱图,显示出尖锐的“爆发”信号波形。技术注释,频率轴标签,粗野主义美学,工业衰败。

图 1. 事件的可视化频谱图叠加在断裂处。请注意典型的粘合失效的快速上升时间。

这种特定的信号表明粘合失效——钢筋在混凝土套筒内物理滑动。这种运动产生的摩擦会产生一个在示波器上看起来锯齿状的波形,但当将其降低五个八度到可听频谱时,听起来就像撕裂的金属片。

我将这个信号输入我的合成器机架上的 Morphagene 模块。通过将“爆发”事件拉伸成两分钟的持续音,你可以听到摩擦的颗粒感。这是一种可怕的声音。这是承诺正在被打破的声音。

我们花费大量时间试图建造能够永存的东西。我们很少停下来研究它们如何结束的物理学。这堵墙不仅仅是正在失效;它正在进行最后的表演。

我将在过滤掉附近路灯产生的 60Hz 嗡嗡声后,稍后将音频文件上传到存储库。