基于压电智能骨料的混凝土结构损伤主动监测方法

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1、专业学位硕士学位论文基于压电智能骨料的混凝土结构损伤主动监测方法TheMethodofActiveDamageMonitoringforConcreteStructuresBasedonPiezoelectricSmartAggregate学号：31106001完成日期：——至Q!墨!Q墨!Q!大连理工大学DalianUniversityofTechnologylMHIIHIIMIIIIIUlY2417557。_-——大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地

2、方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：薹立墨!丝筮盘当刍!邀鐾塑拯塑逛冽主』圭作者签名：蓥遣_日期：』业年—L月L日大连理工大学专业学位硕士学位论文摘要建筑结构地震损伤将造成重大人员伤亡及财产损失，然而现有结构损伤过程监测手段存在价格昂贵、极端条件下存活率低等问题，都无法有效获得地震过程中的结构损伤变化过程。基于以上原因，本文提出了基于压电智能骨料(SmartAggregate，

3、简称“SA”)的混凝土结构损伤主动监测方法，主要从以下几个方面进行了研究：(1)首先，研究了石基SA的在混凝土介质中所发送和接收信号的重复性。将SA布设在了混凝土梁中，采用两个传感器相互发送与接收的模式研究了在相同传播介质中，不同SA之间的发送与接收信号的一致性，研究表明本文使用的石基SA具有良好的可重复性。(2)其次，本文通过实验对比了石基SA与文献中常用的水泥基SA两种传感器的性能特性。通过在混凝土构件相同位置成对布置石基与水泥基SA，使它们的波动传播介质相同，再通过对比所接收到的信号证明了本文使用的石基SA主动监测可重复性更好，信噪比更高，更适合作为主动损伤监

4、测的传感器。(3)再次，提出了混凝土结构小数据量主动损伤监测方法。利用labview程序搭建了混凝土结构小数据量主动损伤监测系统。该系统主要由NI高频信号采集仪、NI信号发生器、功率放大器和SA传感器四个主要组成部分构成。该系统是通过对混凝土梁进行波动扫频分析，从而找出对结构损伤敏感且接收信号较大的频率，并以该频率作为主动发射的频率，在固定的时间间隔内，自动发送和采集毫秒级这一频率的声波。通过实时监测不同时刻波动信号的幅值变化情况，来实现对混凝土结构内部损伤情况的实时监测。以该种方式进行主动损伤监测可大大减少SA所需要接收的数据量，且可实现连续损伤过程的主动监测。(

5、4)通过构件损伤试验验证了本文提出的小数据量结构损伤监测方法的有效性。针对混凝土梁构件的锯VI损伤及压弯柱构件的开裂损伤进行了构件试验研究，建立了接收信号幅值变化与损伤程度的关系，研究表明该小数据量监测方式的可行性与有效性。关键词：压电智能骨料；波动法；主动监测；结构损伤基于压电智能骨料的混凝土结构损伤主动监测方法。●。。————————————————————————————————————————————————一TheMethodofActiveDamageMonitoringforConcreteStructuresBasedonPiezoelectricS

6、martAggregateAbstractConstructionstructuredamagedinearthquakewillcausesignificantcasualtiesandpropertylosses，howeverthehealthmonitorsystemisexpensiveandlowsurvivalrateinearthquake．Soit'Sdifficultytoknewtheprocedureofdamageinconstruction．Inthispaper，Iarticle，Itakeawaytomonitorthedamagei

7、nearthquake，usingSmartAggregatesensor．Inthearticle，Imainlyhavethefollowingaspects：(1)Thefirstl，studythesensorwhicesendandreceivemessageisalwaysthesamliar，withgrinatetoprotectthePZT．Twosensorsaresendingandreceivingmessagetoeachothertomakesurethesensor’Sproperty，inthesamecircumstancest