2023年8月16日，Construction and Building Materials（TOP一区，IF=7.4）在线发表了题为“Identification of hydration stages: An innovative study of ultrasonic coda waves using integrated sensing element (ISE)”的学术论文。我校交通与土木建筑学院刘昱清博士为论文第一作者及通讯作者，我校为第一署名单位；京都大学SHIOTANI Tomoki 教授为共同通讯作者。

 Yuqing Liu, Weijian Ding, Peng Dong, Nobuhiro Okude, Hisafumi Asaue, Tomoki Shiotani. Identification of hydration stages: An innovative study of ultrasonic coda waves using integrated sensing element (ISE). Construction and Building Materials 401 (2023) 132764.

原文链接：https: //doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2023.132764

文章简介：该研究以混凝土基础设施全寿命质量监控为目标，针对早龄期混凝土中局部位置质量演化精准监控问题，基于尾波理念改进传统超声波探测模式，开发了以周围介质敏感性为核心的新型传感模式，以获取稳定监测信号并映射早龄期混凝土质量演化规律。并成功应用于早龄期水泥基材料水化监测研究，分别从时域、频域、能量指标和小波四个方面实现了对水化进程中传感单元监测机理与信号特征的深度解析，展现了精准高效的监测模式。

结果解读

研究人员成功开发了新型传感模式，并将其置于不同介质环境中实现了监测波形分解阐释。其中的传感单元组成及波形来源及分解以“拼图”模型阐述(图1)。

Figure 3. Schematic diagram of signal analysis of integrated sensing element

利用研制的集成式传感单元对早龄期水泥基材料水化进程进行的监测研究，通过对不同时间段时域信号的叠加分析，可实现首波和尾波部分的识别及解析（图2）。

为了更加直观地展示传感单元监测过程，对每个测试周期的接收信号及其相应的首波、尾波和能量变化的进行了动态可视化解析（图3）。

通过小波分析，进一步对水化进程中监测信号全波形和尾波部分的时频特性进行了进一步探究（图4）。

相关研究的开展，有望推动混凝土早龄期质量监控的工程应用，为后期混凝土基础设施的全寿命运维提供切实有效的基础信息。李犇特聘教授团队近5年以来，在钢管–高性能混凝土结构服役性能与工程应用研究、绿色高性能混凝土材料–结构一体化设计与应用研究、智能与自感知结构材料的关键技术研究等方面开展了较为系统的研究工作，成果在Construction and Building Materials、Reviews on Advanced Materials Science、Journal of Materials Research and Technology-JMRT等期刊发表SCI论文40余篇。