混凝土内部应变分布式光纤实时检测方法跟试验研究

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1、http://qks.cqu.edu.cn第３３卷第１期土木建筑与环境工程Ｖｏｌ．３３Ｎｏ．１２０１１年２月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｉｖｉｌ，Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ＆ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＦｅｂ．２０１１混凝土内部应变分布式光纤实时检测方法及试验研究金伟良，毛江鸿，何勇（浙江大学结构工程研究所，杭州３１００５８）摘要：布里渊散射光时域分析技术（ＢＯＴＤＡ）是１种新型光电监测技术，可对沿光纤轴向的应变、温度进行分布式监测，并具有长距离、分布式、高精度和耐久性等特点，适用于结构

2、的健康监测。系统介绍了基于ＢＯＴＤＡ的混凝土内部分布式应变的检测方法，并通过试验研究标定了由气吹再灌浆技术铺设的埋入式传感光纤的工作性能，解决了工程应用中无法将长距离分布式传感光纤埋入混凝土内部的技术难题。试验结果表明，以气吹再灌浆技术铺设的埋入式光纤传感器能有效检测混凝土内部分布式应变，可应用于结构物的全面、长期、稳定、实时的健康监测。关键词：健康监测；应变检测；分布式光纤传感器；埋入式光纤；ＢＯＴＤＡ中图分类号：ＴＵ３１７．３文献标志码：Ａ文章编号：１６７４４７６４（２０１１）０１０００１

3、０６犈狓狆犲狉犻犿犲狀狋犪犾犃狀犪犾狔狊犻狊狅狀犚犲犪犾狋犻犿犲犇犻狊狋狉犻犫狌狋犲犱犛狋狉犪犻狀犕犲犪狊狌狉犲犿犲狀狋犻狀犆狅狀犮狉犲狋犲犑犐犖犠犲犻犾犻犪狀犵，犕犃犗犑犻犪狀犵犺狅狀犵，犎犈犢狅狀犵（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｔｒｕｃｔｕｒａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＺｈｅｊｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ３１００５８，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ）犃犫狊狋狉犪犮狋：ＴｈｅＢｒｉｌｌｉｏｕｉｎｏｐｔｉｃａｌｔｉｍｅｄｏｍａｉｎａｎａｌｙｓｉｓ（ＢＯＴＤＡ）ｉｓａｎｅｗｌｙｄｅｖｅｌｏｐｅ

4、ｄｔｅｃｈｎｉｑｕｅａｄｏｐｔｅｄｔｏｍｅａｓｕｒｅａｎｄｍｏｎｉｔｏｒｔｈｅｓｔｒａｉｎａｎｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｇｅｎｅｒａｔｅｄａｌｏｎｇｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒｓ．ＴｈｅＢＯＴＤＡｈａｓｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ，ｌｏｎｇｄｉｓｔａｎｃｅ，ｈｉｇｈｐｒｅｃｉｓｉｏｎａｎｄｄｕｒａｂｉｌｉｔｙ，ｓｏｉｔｉｓｓｕｉｔａｂｌｅｔｏｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｈｅａｌｔｈｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ．Ｔｈｅｎａｎｅｗｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒｓｅｎｓｏｒｅｍ

5、ｂｅｄｄｅｄｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｏｎａｉｒｂｌｏｗｉｎｇａｎｄｖａｃｕｕｍｇｒｏｕｔｉｎｇｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｉｔｃａｎｌａｙｔｈｅｌｏｎｇｄｉｓｔａｎｃｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒｉｎｔｏｔｈｅｃｏｎｃｒｅｔｅｅａｓｉｌｙｉｎｓｈｏｒｔｔｉｍｅ．Ａｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｈａｓｂｅｅｎｓｅｔｕｐｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｖａｌｉｄｉｔｙｏｆｔｈｅｎｅｗｍｅｔｈｏｄ，ｗｈｉｃｈｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｅｍｂｅｄｄｅｄｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒｃａｎｍｅａｓｕｒｅｔｈｅｃｏｎｃｒｅ

6、ｔｅｓｔｒａｉｎａｃｃｕｒａｔｅｌｙ，ａｎｄｉｔｃａｎｒｅａｌｉｚｅｔｈｅｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ，ｌｏｎｇｔｅｒｍ，ｓｔａｂｌｅａｎｄｒｅａｌｔｉｍｅｈｅａｌｔｈｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｔｏｔｈｅｃｉｖｉｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．犓犲狔狑狅狉犱狊：ｈｅａｌｔｈｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ；ｓｔｒａｉｎｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ；ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒｓｅｎｓｏｒｓ；ｅｍｂｅｄｄｅｄｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒ；ＢＯＴＤＡ工程结构的健康监测与诊断越来越受到社会各杂，传统监测手段如电阻应变片、钢

7、弦应变计难以实界的广泛重视，对灾害的提前预警或灾害发生后结现结构物全面、长期应变监测。光纤传感器具有良构物的损伤程度及其剩余寿命的评估已成为当前各好的电绝缘性和化学稳定性，其中分布式光纤传感［１］国学者们研究的热点。工程结构特别是大型结构技术还具有分布式、长距离、高精度、实时性等特点，具有损伤位置不确定的特点，同时所处环境条件复非常适用于大型结构的健康监测。但如何保证脆弱收稿日期：２０１００４２５基金项目：国家科技重大专项（２００８ＺＸ０５０２６００２）；浙江省教育厅科研项目（Ｙ２００９０８６

8、１７）作者简介：金伟良（１９６１），男，教授，博士生导师，主要从事为混凝土耐久性及结构可靠度研究，（Ｅｍａｉｌ）ｊｉｎｗｌ＠ｚｊｕ．ｅｄｕ．ｃｎ。何勇（通讯作者），男，博士，主要从事结构监测及结构可靠度研究，（Ｅｍａｉｌ）ｈｅｙｏｎｇ＿ｉｓｅ＠ｚｊｕ．ｅｄｕ．ｃｎhttp://qks.cqu.edu.cn２土木建筑与环境工程第３３卷的光纤在粗放性混凝土施工过程中的存活率是传感变比例系数；犜－犜为光纤温度变化值；ε为光纤应０光纤应用于实际工程中首先要解决的关键问题