混凝土结构埋入式传感器的耐久性研究

埋入式传感器在混凝土结构的健康监测中应用日益广泛,但其有效寿命远低于结构的使用寿命,为了解决这一问题,尽管学者们对传感器的封装和保护方法做了很多研究和探讨,但是若不解决埋入式传感器的更换问题,对结构的全生命周期监测实际上是不可能的.本文介绍了作者最近完成的有关混凝土结构埋人式传感装置的新型专利技术,通过对老化的传感装置进行替换来使应变监测得以长期连续进行,从而简便可靠地解决了埋人式传感器的耐久性问题.为验证专利技术的可行性,设计了相关试验以证明其可行性和实用意义.本文所介绍的专利技术不仅可以实现传感器的替换,而且可以保证替换过程中的连续监测及替换后的测量精度.     

用于混凝土结构的光纤应变传感器的封装和保护技术

光纤应变传感器已在混凝土结构的健康监测中获得了广泛应用,但传感器的封装和保护技术还不够成熟,直接影响了工作表现.在此对用于混凝土结构的光纤应变传感器现有的封装和保护技术进行了全面的综述,深化了对传感器的封装和保护问题的认识,进而指明了耐用性问题是封装技术中有待解决的关键问题,同时对埋入式布设的传感器的保护技术还需要进一步的研究.     

混凝土内部应变分布式光纤实时检测方法及试验研究

布里渊散射光时域分析技术(BOTDA)是1种新型光电监测技术,可对沿光纤轴向的应变、温度进行分布式监测,并具有长距离、分布式、高精度和耐久性等特点,适用于结构的健康监测.系统介绍了基于BOTDA的混凝土内部分布式应变的检测方法,并通过试验研究标定了由气吹再灌浆技术铺设的埋入式传感光纤的工作性能,解决了工程应用中无法将长...     

采用光纤传感技术的土木结构应变监测

近年来，对于重要土木工程结构的健康监测越来越受到人们的重视，光纤传感器由于具有体积小、重量轻、柔软、灵敏度高、抗电磁干扰等优点，正逐渐被应用到土木工程领域中犤１犦。光纤Bragg光栅（FBG）是近年来出现的一种新型光学器件，应用光纤Bragg光栅传感器进行土木工程结构的应变测量时，能够克服电阻应变片难于埋入、存活率低等缺点，可对混凝土结构的内部应变进行测量犤２，３犦。本文叙述将封装的光纤Bragg光栅传感器埋入钢筋混凝土结构内部，在结构破坏实验中监测应变的变化历程。１光纤光栅的封装与传感特性光纤Bragg光栅通常写…     

光纤传感器在预应力混凝土结构中的应用

预应力混凝土结构是当前混凝土结构发展的主要方向.估计预应力损失值,是预应力混凝土结构设计的重要内容.以预应力混凝土桥梁为例,分析了目前大型预应力混凝土结构所存在的安全问题,指出了大型结构关键受力构件长期监测的重要性.介绍了光纤传感器埋入混凝土的应用,并尝试用光纤传感器测量预应力混凝土构件中的预应力损失值.测试工作是在特制的模拟构件上完成的,结果表明:光纤传感器可用于工程中预应力损失值的测定,钢绞线上的瞬时预应力损失值与钢绞线布设的方式有关,污水池钢绞线的预应力瞬时损失在20%以内.     

埋入式超声传感器混凝土测强曲线研究

采用可埋入的超声压电传感器与商用超声检测仪相连,测试了不同强度等级装配式建筑梁板柱节点处的混凝土在不同龄期的强度与波速,建立了埋入式传感器专用测强曲线,并与传统方法进行了对比,验证了传感器的测试精确度。结果表明,埋入式自制传感器与传统传感器测试数据吻合度高,相同强度下两者测强曲线拟合相关系数接近1,平均相对误差满足规范中小于12%的要求。埋入式自制传感器可与现有超声测试技术兼容,有效地对缺少操作面及复杂的构件进行强度检测。     

光纤布拉格光栅传感器用于混凝土结构施工监测

采用与土木工程施工特点相适应的操作工艺与保护方法,将自行研制的光纤布拉格光栅(FBG)应变传感器与温度传感器埋入一幢5层钢筋混凝土结构的大楼中,用以监测该建筑在施工过程中梁、柱的应变与温度变化.研究结果表明,埋入的FBG传感器可以方便地监测施工过程中混凝土结构内部温度与应变的变化,为混凝土结构的健康监测提供依据;自行研制的FBG传感器传感性能良好,成活率高,寿命长,为基于FBG传感器长期的混凝土结构健康监测奠定了基础.     

埋入式型钢混凝土柱脚计算

在型钢混凝土结构设计中,往往按照有关规程将型钢埋入混凝土内三倍型钢高度,当基础(基础梁或承台)没有足够高度埋置型钢时,应如何设计和计算则是广大设计人员关心的问题。本文根据型钢混凝土柱脚的力学特点及传力机制,着重介绍了埋入式柱脚的若干计算要点,如柱脚埋置深度的计算、柱底内力的计算及其相关验算等,这些计算是型钢混凝土组合结构设计的重要组成部分。     

光纤光栅传感器监测混凝土固化收缩实验研究

介绍了光纤光栅应变传感器的基本原理及优点,开发了基于光纤光栅技术的温度传感器与应变传感器,并对它们的工作特性进行了分析;应用裸光纤光栅和自制封装的光纤光栅传感器,监测了混凝土梁固化过程(2~16 h)中混凝土内部的温度变化,以及混凝土内部和钢筋表面的收缩应变.实验结果表明:在使用光纤光栅对混凝土固化期收缩应变监测时必须考虑温度的影响,要进行温度补偿,该监测方法是混凝土养护期恶劣环境条件下收缩应变监测的理想方法,可用于任意尺寸的大体积混凝土固化期温度应变的监测.     

应变传感器在混凝土工程监测中的应用

将应变传感器埋入混凝土轴心受压柱当中,测出了混凝土柱受压至破坏所产生的应变变化,通过试验发现,传感器的封装材料与光栅之间、传感器与混凝土柱之间的协调性比较好,因此可将该种传感器应用于混凝土构件使用过程中的监测。     

混凝土中钢筋锈蚀与结构耐久性

本文阐述了混凝土中钢筋锈蚀机理 ,钢筋锈蚀的发展以及钢筋锈蚀量的计算。在此基础上 ,分析了钢筋锈蚀与混凝土结构耐久性之间的关系 ,以及依据钢筋状态判定混凝土结构耐久性等级的方法     

光纤传感器在建筑工程中的应用研究

光纤传感器是一种通过探测光的性质的变化来获得被测参数的新型传感器。与用于建筑结构的传统传感器相比,它具有精度及灵敏度高、信号好、耐腐蚀、体积小、结构简单等优点。在结构中使用这种传感器,可以实现对结构实时、无损的智能监测及评估。     

光纤法珀应变测量系统在混凝土弹性模量标定中的应用

基于光纤法珀应变传感器的基本原理,介绍了一种混凝土弹性模量标定的新方法。描述了利用光纤法珀应变传感器进行的混凝土弹性模量标定实验,给出了混凝土的标定曲线,并计算出了混凝土试验块的弹性模量。     

提高混凝土结构耐久性的技术与措施

本文论述了提高混凝土结构耐久性的重要性和迫切性 ,并提出了提高混凝土结构耐久性的技术措施     

分布式光纤混凝土梁应变测试研究

分布式光纤由于其长距离、分布式、实时在线监测,适用于大坝、水闸等土木工程结构的健康监测。文中在梁纵向钢筋、混凝土梁外表面分别布置分布式光纤传感器,判定混凝土梁开裂荷载及裂缝分布。研究结果表明:分布式光纤传感器能够对RC梁结构应变、裂缝进行准确的监测;分布式光纤传感器进行结构健康监测是可行的。     

光纤传感技术在岩土力学与工程中的应用研究

 概括了岩土力学参数测试与工程监测技术的特点和存在的主要困难。讨论了光纤传感技术在岩土工程测试中应用的优越性。从光纤低衰减的光传导原理出发, 分析光波导的可调制性及光纤传感器的可能类型。介绍了目前在岩土力学研究与工程监测中应用光纤传感技术取得的若干成果, 并指出光纤传感技术的可能发展。     

岩梁变形监测的分布式光纤传感技术

在模拟矿山开采引起的岩层运动时，将光纤传感器埋入模型的岩层中，研究采用光纤传感技术监测岩体变形的理论和技术。提出一种基于光时域反射技术的分布式光纤传感系统和一种新的测试方法，设计出新型光纤微弯传感器，该传感器既可以实现微弯，又可以实现宏弯。通过2m相似材料模型实验，验证了光纤测试岩梁变形的可行性。     

光纤光栅传感器在冰力测量中的应用

目前,现场直接测量冰力的方法大多是采用压力盒或测力计。基于光纤光栅传感器的许多优点,根据等强度梁工作原理,自行研制了一种光纤光栅冰力传感器并对灵敏度系数进行了标定。将它应用于室内开展的冰力模型试验,测得的冰力在数值大小和特性上均与实际比较符合。说明设计方案和思想是正确的,同时与传统的测力计相比,具有制作方便、体积小质量轻以及费用较低等优势;若能进行更科学的封装后,将会在实际工程中发挥积极作用。     

混凝土固化期收缩应变监测的光纤珐珀传感器

针对混凝土固化监测的难题,提出了采用光纤珐珀传感器进行混凝土固化过程中收缩应变监测的新方案,分析了光纤珐珀传感器的传感原理,研制出了相应的实验系统,对440mm×50mm×40mm的混凝土试件进行了实验,在试件两天的固化过程中监测到了130με的收缩应变.本文还对光纤珐珀应变传感器的温度稳定性能进行了理论分析及对比实验,实验结果表明,在一定条件下环境温度对光纤珐珀应变传感器的影响可忽略不计.     

BOTDR分布式光纤传感器及其在结构健康监测中的应用

分布式光纤传感器与传统的传感器相比具有很大的优越性,已经成为传感器领域的研究热点。其中,基于布里渊散射原理的布里渊光时域反射计(BOTDR)是一个重要的发展方向。本文在介绍了BOTDR的测量原理的基础上,设计了一个钢筋的三点弯试验,由BOTDR检测钢筋的上、下表面的应变分布,通过与有限元计算结果的对比,说明了BOTDR可以比较真实地得到结构物的应变分布,将BOTDR用于结构变形的健康监测是完全可行的。