[01745908]典型工程结构损伤检测方法与加固技术

大型工程结构的复杂化、异型化，使得如何保障这些结构的安全服役成为人们必须考虑的问题。结构健康监测是对结构发生缺陷的早期及时发现并采取相应措施确保结构安全的一种方法，在此基础上用恰当的方式对已经存在损伤的结构进行加固。本课题的研究将会为我国工程结构的安全管理，乃至设计制造产生重要影响。本课题组自1997年开始展开了基于结构动态特性的结构损伤识别方法研究，并开展了纤维混凝土加固技术的研究。主要创新成果如下：　　1) 基于振动的损伤检测技术：基于有限元动力模型修正技术、优化理论、荷载识别理论、小波分析等多项技术对若干典型工程结构如梁、拱、板、管道进行了基于振动的损伤识别的理论分析、数值模拟和实验研究，并发展和改进了几种方法；将随机响应的模态分析与基于有限测量点的两步诊断法相结合，提出了新的更具实用性和可操作性的分步诊断方法，为大型复杂结构在运行过程中的损伤诊断提供了可行性。　　2）基于应力波技术的损伤检测技术：针对管道开展超声导波技术的研究，研究了管道中导波传播的理论模型、频散曲线计算程序、管道裂纹检测的有限元分析技术，系统研究了管道中裂纹形状、大小、位置对管道超声导波传播的影响，以及导波发射系数的影响，将小波－时频分析引入到超声导波技术之中，为利用超声导波损伤检测技术的开发提供了参考。　　3）荷载识别技术研究：采用数值计算、模型实验与现场试验相结合的方法，系统深入地研究了桥梁移动荷载的动态识别技术，创造性地发展了“桥梁移动荷载识别系统”并得到试验验证，着重对移动荷载识别系统的现场适用性、识别结果的不适定性、计算方法的实时性、车桥系统的参数影响等问题进行了深入系统的研究。　　4）纤维混凝土加固技术与应用：提出了简便有效的计算裂纹尖端的能量释放率的方法，得到预言纤维复合材料－混凝土粘结节头的整个剥离破坏过程的封闭解析解，提出了界面断裂能等界面性质的识别方法；开展了单向/双向粘贴纤维复合材料抵抗剥落的直梁/平板试件的理论和实验研究，得到了便于应用的统一的计算方法和计算公式；采用非线性断裂力学方法，得到了界面剪应力、结构承载力、有效锚固长度、荷载－位移关系的表达式，并实际应用于含裂纹桥梁的复合材料修复加固中。　　课题组围绕本项目获批纵向课题18项（其中，国家级项目4项，省部级项目9项，横向课题9项，总经费351万元。发表论文150余篇，其中，33篇被SCI收录，78篇被EI收录，31篇被ISTP检索，获广东省科技一等奖1次，申请专利1项，授权1项。