论文题目: 工程健康监测的分布式光纤传感技术及应用研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 岩土工程
作者: 丁睿
导师: 刘浩吾
关键词: 工程结构健康监测,分布式光纤传感技术,钢管混凝土脱空,裂缝,非正交光纤构型,光纤优化组合,力光本构关系,光纤安装埋设工艺
文献来源: 四川大学
发表年度: 2005
论文摘要: 工程结构的健康监测关系到工程质量和运营安全,其经济、社会效益极为显著。目前,大型土建工程的健康监测已成为国内外的发展趋势。近年来,我国钢-混凝土组合结构特别是钢管混凝土结构发展迅速,广泛应用于桥梁、建筑、地下工程等。但钢-混凝土的界面损伤(脱空),会严重影响工程质量和安全,受到工程界普遍关注。然而,钢管混凝土的脱空-裂缝损伤的发生发展具有隐蔽性、随机性,其有效监测是国内外尚未解决的难题。脱空传统检测有开孔法和超声法。钻孔损伤管壁,超声法须依赖经验综合定性评判,而非定量; 误差多; 属点式检测,检测范围小,现场工作量大,限用于施工期,不可长期使用。故迄今尚无监测管内混凝土损伤状态的有效方法。作为工程结构健康监测和智能材料-结构领域的前沿研究热点,光纤传感以其独特的优势获得了较多关注,国内外已开始应用于土建工程,特别是桥梁,主要应用光纤光栅监测应变、温度等,但尚无监测钢管混凝土界面损伤的分布式光纤传感见诸报道。本文研究结构健康监测的分布式光纤传感监测技术,采用理论分析、数值模拟、模型与仿真试验及工程应用相结合的研究路线,研制出分布式光纤脱空-裂缝传感监测技术和系统,成功应用于巫峡长江大桥工程。(1)首次提出非正交构型的力-光直接转换机制的传感型式和光纤优化组
论文目录:
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 概述
1.2 钢-混凝土组合结构及其健康监测
1.3 国内外研究现状
1.4 本文研究的目的、意义及技术路线
1.5 本文的组织安排和创新成果
2 分布式光纤脱空-裂缝传感机理及技术
2.1 光波在光纤中的传播
2.2 光纤的损耗
2.3 脱空-裂缝分布式光纤传感原理
2.4 光纤传感的转换机制
2.5 传感光纤选型及其优化组合
2.6 本章小结
3 光纤-混凝土复合体非线性有限元分析
3.1 问题的提出
3.2 光纤-混凝土复合体的细观力学非线性理论
3.3 接触面参数确定
3.4 有限元计算及结果分析
3.5 本章小结
4 传感光纤力-光本构关系及脱空定量算法研究
4.1 力-光本构关系概念的提出
4.2 混凝土模型脱空传感试验
4.3 大比尺预应变钢管混凝土光纤传感试验
4.4 试验数据分析与力-光本构关系
4.5 实际工程脱空值定量算法
4.6 光纤传感监测系统及其遥测方案
4.7 本章小结
5 传感光纤安装保护工艺研究
5.1 光纤安装保护工艺研究的滑槽模型试验
5.2 光纤安装保护工艺研究的泵送混凝土冲击仿真试验
5.3 光纤安装保护工艺的工程应用研究
5.4 本章小结
6 巫峡长江大桥光纤传感监测应用研究
6.1 工程概况
6.2 光纤传感网络的布置类型和监测部位
6.3 光纤传感网络脱空-裂缝监测及混凝土损伤状态
6.4 本章小结
7 结论
参考文献
攻读博士期间发表论文
攻读博士期间参与研究项目
攻读博士期间所获奖励
声明
致谢
发布时间: 2006-05-12
参考文献
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