用于土木工程結(jié)構(gòu)的新型長(zhǎng)標(biāo)距傳感試驗(yàn)研究.pdf

1、土木工程結(jié)構(gòu)一般體量和尺度大，特別是其中最常用的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部存在較多的微裂紋及氣泡等缺陷且在受拉狀態(tài)下混凝土易開(kāi)裂，短標(biāo)距（點(diǎn)式）傳感器會(huì)受到局部損傷的影響，無(wú)法準(zhǔn)確反映結(jié)構(gòu)整體的工作狀態(tài)。長(zhǎng)標(biāo)距應(yīng)變傳感技術(shù)可以在待測(cè)結(jié)構(gòu)存在局部裂縫的情況下，反映待測(cè)區(qū)域的平均應(yīng)變，還可以在結(jié)構(gòu)上全面布設(shè)，形成分布式傳感器網(wǎng)絡(luò)，對(duì)結(jié)構(gòu)整體進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)。因而，長(zhǎng)標(biāo)距傳感更適合于土木工程結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)。
　　本文使用康銅電阻絲作為傳感材料，通過(guò)對(duì)

2、其進(jìn)行妥善的封裝處理制作出了一種適合土木工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)且具有實(shí)用價(jià)值的新型長(zhǎng)標(biāo)距電阻絲(Long-gauge ResistanceWire，LG-RW)傳感器。并通過(guò)各種實(shí)驗(yàn)，研究了LG-RW傳感器的監(jiān)測(cè)性能和實(shí)用性，現(xiàn)將本文所做的主要工作和主要結(jié)論總結(jié)如下:
　　(1)首先，提出了一種LG-RW傳感器的封裝方法，制作了系列不同標(biāo)距長(zhǎng)度的LG-RW傳感器并進(jìn)行了標(biāo)定試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:封裝后的LG-RW傳感器標(biāo)定系數(shù)為2，與常用

3、的電阻應(yīng)變片的標(biāo)定系數(shù)相同，25cm標(biāo)距電阻值為170Ω±2Ω，50cm標(biāo)距RW傳感器的電阻值為340Ω±4Ω，線性度均達(dá)到0.997以上。在500με范圍標(biāo)定時(shí)，線性度達(dá)到0.999，在靜態(tài)測(cè)試中，傳感器精度可以達(dá)到5με。
　　(2)然后，通過(guò)混凝土梁的四點(diǎn)彎試驗(yàn)，研究了LG-RW傳感器的靜態(tài)監(jiān)測(cè)與損傷識(shí)別性能。通過(guò)各個(gè)單元LG-RW傳感器的數(shù)據(jù)獲得梁的破壞狀態(tài)和梁底位移。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，LG-RW傳感器可以的裂縫進(jìn)行有效的捕捉

4、。LG-RW傳感器的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)較為精確，在1000με以下時(shí)，絕對(duì)誤差不超過(guò)25με，當(dāng)應(yīng)變大于1000με時(shí)，隨著應(yīng)變的增加絕對(duì)誤差略微增加，但相對(duì)誤差不超過(guò)5％。
　　(3)此外，通過(guò)對(duì)豎放懸臂扁梁進(jìn)行損傷監(jiān)測(cè)試驗(yàn)，研究了LG-RW傳感器的動(dòng)態(tài)測(cè)試性能。經(jīng)過(guò)頻譜分析，LG-RW傳感器能夠準(zhǔn)確的得出各個(gè)振型的參與系數(shù)，識(shí)別結(jié)果與FBG傳感器接近，頻率識(shí)別誤差不超過(guò)0.2％，也能夠準(zhǔn)確識(shí)別結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)標(biāo)距應(yīng)變模態(tài)。同時(shí)，通過(guò)LG-RW傳