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工程结构损伤检测的动测法与光纤滑动传感技术研究

唐天国  
【摘要】:工程结构(建筑、市政、地下工程、边坡工程…等等)的破坏都是由局部损伤开始,经积累、扩展而导致失事,由此往往造成灾难性后果。为预防工程安全事故,工程结构的无损检测和健康监测具有重要意义,以便及时发现早期损伤、防患于未然。 动力检测是建筑结构等类型的工程结构的无损检测领域的发展重点。鉴于工程结构损伤的复杂性和动力检测识别的难度,动测技术水平尚不能满足工程需要。本文采取理论分析与模型试验密切结合的技术路线,大力开展跨学科研究,以对危害最大的梁结构裂缝损伤为研究对象,首次提出了2 种新的动测技术——模态应变能法和虚拟柔度矩阵法。对裂缝梁损伤进行了系统的动力有限元分析(可看作一种数值试验),按相似理论完成了两个不同比尺、不同材料的动力模型试验,由数值分析特别是模型测试中获得翔实系统的数据,为理论研究和方法验证提供了数据基础和手段。运用人工神经网络的最新进展和相关成果,构建了结构裂缝损伤识别的BP 模型,用以实现动态数据的处理和识别。 岩体工程类型(如边坡工程、坝基工程等)的破损失事以滑动、滑坡为主,岩体为天然地质体(动测法对其无能为力),故岩体工程检测多采用传感技术的安全监测。鉴于常规岩土工程监测技术的局限性,发展了分布式光纤滑动传感技术,运用土工大三轴试验首次完成了光纤传感监测岩体滑动和钢-砼界面滑移的2 种模型试验,获得滑距-光损耗关系方程。 本文的主要创新成果是: (1)首次提出结构损伤检测的模态应变能法,以模态应变能为检测指标和


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