基于光纖布拉格光柵(FBG)的鋼筋混凝土腐蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究
發(fā)布時(shí)間:2021-02-17 02:16
混凝土結(jié)構(gòu)失效會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失,而鋼筋銹蝕是造成混凝土結(jié)構(gòu)失效的最主要的原因之一。近年來(lái),光纖傳感技術(shù)以其良好的耐久性、抗電磁干擾性、高靈敏度和耐腐蝕性等優(yōu)點(diǎn),光纖傳感器的研發(fā)已成為國(guó)內(nèi)外科研領(lǐng)域的熱點(diǎn)問(wèn)題。然而,傳統(tǒng)光纖傳感技術(shù)在混凝土結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)的應(yīng)用中存在溫度干擾較大和服役壽命短的問(wèn)題。因?yàn)榱芽p產(chǎn)生后的后期監(jiān)測(cè)至關(guān)重要,較短的服役壽命無(wú)法滿足全壽命期的監(jiān)測(cè)需求。因此,針對(duì)上述問(wèn)題,開(kāi)發(fā)出排除溫度干擾、滿足鋼筋各階段監(jiān)測(cè)要求的傳感系統(tǒng),具有較高的工程價(jià)值。本文開(kāi)展的主要工作如下:(1)介紹了近年來(lái)光纖傳感技術(shù)的主要研究進(jìn)展,總結(jié)并分析了傳統(tǒng)鋼筋銹蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn),從而歸納了新型的光纖光柵傳感器的發(fā)展方向;提出了多預(yù)警點(diǎn)分析流程:首先,通過(guò)有限元仿真得到變形預(yù)警點(diǎn),光柵波長(zhǎng)間距約為0.4037 nm;其次,設(shè)置加速銹蝕預(yù)警點(diǎn),光柵波長(zhǎng)間距約為0.8223 nm;最后,設(shè)置了基于結(jié)構(gòu)力學(xué)理論推導(dǎo)的極限銹蝕預(yù)警點(diǎn),波長(zhǎng)間距約為4.3260 nm。(2)在傳統(tǒng)FBG監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)上,采用特殊光柵結(jié)構(gòu)——?dú)浞岵糠指g方法,提出了一種適用于全壽命期鋼筋銹蝕監(jiān)測(cè)的光柵傳感器,消除了溫度變量對(duì)測(cè)量...
【文章來(lái)源】:大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:60 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 研究背景與意義
1.2 鋼筋銹蝕機(jī)理與過(guò)程
1.3 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)研究進(jìn)展
1.3.1 電化學(xué)傳感技術(shù)研究進(jìn)展
1.3.2 傳統(tǒng)光學(xué)傳感技術(shù)研究進(jìn)展
1.3.3 光纖光柵傳感技術(shù)研究進(jìn)展
1.3.4 光纖光柵傳感溫度補(bǔ)償方案研究進(jìn)展
1.4 本文研究?jī)?nèi)容
2 FBG傳感原理及鋼筋銹蝕監(jiān)測(cè)中預(yù)警點(diǎn)的理論分析與模擬
2.1 FBG傳感原理
2.1.1 應(yīng)變傳感原理
2.1.2 溫度傳感原理
2.2 鋼筋銹蝕預(yù)警點(diǎn)的理論分析與模擬
2.2.1 鋼筋均勻銹蝕模型分析
2.2.2 基于法拉第定律的鋼筋質(zhì)量銹蝕率理論推導(dǎo)
2.2.3 變形預(yù)警點(diǎn)有限元模型分析
2.2.4 加速腐蝕與極限預(yù)警點(diǎn)理論模型分析
2.3 本章小結(jié)
3 基于FBG的鋼筋混凝土腐蝕監(jiān)測(cè)傳感系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與分析
3.1 腐蝕監(jiān)測(cè)傳感系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.2 傳感系統(tǒng)性能參數(shù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
3.2.1 傳感系統(tǒng)溫度敏感特性標(biāo)定實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
3.2.2 傳感系統(tǒng)應(yīng)變敏感特性標(biāo)定實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
3.3 混凝土中鋼筋銹蝕監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)研究
3.3.1 關(guān)鍵器件選型與分析
3.3.2 外加電流加速腐蝕裝置設(shè)計(jì)
3.3.3 鋼筋銹蝕的電化學(xué)加速腐蝕實(shí)驗(yàn)
3.3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
3.4 本章小結(jié)
4 鋼筋混凝土腐蝕趨勢(shì)預(yù)測(cè)理論研究
4.1 基于回歸分析法的腐蝕趨勢(shì)預(yù)測(cè)模型
4.1.1 腐蝕預(yù)測(cè)模型設(shè)計(jì)
4.1.2 腐蝕預(yù)測(cè)模型評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
4.2 腐蝕趨勢(shì)預(yù)測(cè)模型驗(yàn)證試驗(yàn)
4.3 本章小結(jié)
5 結(jié)論與展望
5.1 結(jié)論
5.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝
本文編號(hào):3037266
【文章來(lái)源】:大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:60 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 研究背景與意義
1.2 鋼筋銹蝕機(jī)理與過(guò)程
1.3 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)研究進(jìn)展
1.3.1 電化學(xué)傳感技術(shù)研究進(jìn)展
1.3.2 傳統(tǒng)光學(xué)傳感技術(shù)研究進(jìn)展
1.3.3 光纖光柵傳感技術(shù)研究進(jìn)展
1.3.4 光纖光柵傳感溫度補(bǔ)償方案研究進(jìn)展
1.4 本文研究?jī)?nèi)容
2 FBG傳感原理及鋼筋銹蝕監(jiān)測(cè)中預(yù)警點(diǎn)的理論分析與模擬
2.1 FBG傳感原理
2.1.1 應(yīng)變傳感原理
2.1.2 溫度傳感原理
2.2 鋼筋銹蝕預(yù)警點(diǎn)的理論分析與模擬
2.2.1 鋼筋均勻銹蝕模型分析
2.2.2 基于法拉第定律的鋼筋質(zhì)量銹蝕率理論推導(dǎo)
2.2.3 變形預(yù)警點(diǎn)有限元模型分析
2.2.4 加速腐蝕與極限預(yù)警點(diǎn)理論模型分析
2.3 本章小結(jié)
3 基于FBG的鋼筋混凝土腐蝕監(jiān)測(cè)傳感系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與分析
3.1 腐蝕監(jiān)測(cè)傳感系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.2 傳感系統(tǒng)性能參數(shù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
3.2.1 傳感系統(tǒng)溫度敏感特性標(biāo)定實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
3.2.2 傳感系統(tǒng)應(yīng)變敏感特性標(biāo)定實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
3.3 混凝土中鋼筋銹蝕監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)研究
3.3.1 關(guān)鍵器件選型與分析
3.3.2 外加電流加速腐蝕裝置設(shè)計(jì)
3.3.3 鋼筋銹蝕的電化學(xué)加速腐蝕實(shí)驗(yàn)
3.3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
3.4 本章小結(jié)
4 鋼筋混凝土腐蝕趨勢(shì)預(yù)測(cè)理論研究
4.1 基于回歸分析法的腐蝕趨勢(shì)預(yù)測(cè)模型
4.1.1 腐蝕預(yù)測(cè)模型設(shè)計(jì)
4.1.2 腐蝕預(yù)測(cè)模型評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
4.2 腐蝕趨勢(shì)預(yù)測(cè)模型驗(yàn)證試驗(yàn)
4.3 本章小結(jié)
5 結(jié)論與展望
5.1 結(jié)論
5.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝
本文編號(hào):3037266
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