[01370904]基于FBG光纤传感的沿海混凝土锈裂监测技术研究

钢筋混凝土锈裂导致的结构失效已成为世界各国普遍关注的一大灾害,特别是沿海地区桥梁、码头和工业建筑中,“钢筋锈蚀”问题非常严峻。准确地监测钢筋混凝土结构初始锈蚀、混凝土保护层锈胀、开裂全过程,对结构使用性能评估和剩余寿命预测具有重要意义。目前,钢筋混凝土锈蚀监测主要集中在锈蚀环境、钢筋锈蚀状态监测两个方面,而钢筋锈蚀程度监测研究较少。本项目针对上述问题,以研发钢筋混凝土锈胀开裂监测传感器为目标,开展了如下研究内容： 1)基于分布式光纤传感技术（BOTDA）的锈胀监测试验研究 基于钢筋混凝土锈胀开裂的力学原理,设计了钢筋混凝土锈胀开裂全过程的分布式光纤传感监测技术,监测数据可用于判断初始开裂发生的时间点,实现锈胀裂缝的宽度估算。 2)基于光纤光栅传感技术（FBG）的锈胀裂缝监测试验研究 基于混凝土锈胀后局部应力释放的原理,设计了FBG的混凝土锈裂监测与识别试验,将多个光纤光栅传感器布设在混凝土试件不同位置,识别开裂部位和获取混凝土开裂时间。 3)基于监测数据的混凝土锈胀开裂程度预测方法 提出结合光纤监测数据和时间序列分析的混凝土锈胀开裂预测方法,结果表明利用光纤数据可稳定、准确地获取混凝土锈胀信息,较为准确地预测混凝土锈裂时间和位置。 4)氯盐侵蚀钢筋混凝土锈胀模型的动态修正 基于监测数据对解析模型中的关键参数-铁锈膨胀率进行反演算,建立动态更新的钢筋混凝土锈胀全过程预测模型,有效解决锈胀开裂预测精度问题。 5)基于光纤传感的锈胀开裂长期监测试验构架等研究 将FBG传感技术和BOTDA技术应用于钢筋混凝土梁中,放入潮汐模拟池中进行长期干湿循环,考查了光纤传感器的长期工作性能。