探究光纤光栅frp智能锚头和某人防工程的安全监测技术研究

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1、工学硕士学位论文光纤光栅FRP智能锚头和某人防工程的安全监测技术研究闫凯哈尔滨工业大学2007年7月中国图书分类号：TU312.1:TP212.6国际图书分类号：624.012:681.7工学硕士学位论文光纤光栅FRP智能锚头和某人防工程的安全监测技术研究硕士研究生：闫凯导师：周智副教授申请学位：工学硕士学科、专业：结构工程所在单位：土木工程学院答辩日期：2007年7月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TU312.1:TP212.6U.D.C:624.012:681.7DissertationfortheMasterDeg

2、reeinEngineeringSTUDYONFBGBASEDFRPSMARTANCHORANDSAFETYMONITORINGTECHNIQUESFORACIVILDEFENSEPROJECTCandidate:YanKaiSupervisor:AssociateProf.ZhouZhiAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:StructuralEngineeringAffiliation:SchoolofCivilEngineeringDateofDefence:July,20

3、07Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要本文在充分研究光纤光栅智能感知性能和FRP（FiberReinforcedPloymer）材料特性的基础上，针对FRP材料锚固及其监测需要，研制开发出光纤光栅FRP智能锚头，通过理论和试验研究了该智能锚头的损伤感知性能，发展了FRP筋粘结锚固理论和安全评价方法。针对某人防工程的力学特性，提出该工程的光纤光栅智能监测方案，并在该工程中得到成功应用。主要研究内容和成果包括：首先，结合FRP材料属性和准分

4、布式光纤光栅智能传感特性，研制开发了光纤光栅FRP筋智能锚头，并通过拉拔试验研究智能锚头感知性能和FRP筋锚固系统的受力特性。研究结果表明：该FRP筋智能锚头具有很好的感知性能，能够很好地实现自身的安全监测。其次，通过FRP筋锚头的数值模拟和理论分析，研究其应力分布和损伤失效模式，提出剪应力分布简化计算模型以及损伤失效的评价方法。结果表明：粘结锚固强度理论及剪应力分布简化计算模型具有合理性和实用性，损伤失效的评价满足安全监测的要求。此外，通过理论分析某人防工程结构受力特性，研究确定传感器的布设位置、传感器选型和布设工艺，提出该工程的光纤光栅智能监测

5、方案。最后，研究了光纤光栅现场布设工艺，成功地将传感器布设于某人防工程中，并监测了施工阶段的时变结构应变状态，分析出构件的内力特性。施工及监测结果表明：光纤光栅传感器满足混凝土结构监测的要求，监测结果与力学计算结果相符，光纤光栅智能监测方案适用于该人防工程，可以对其长期有效的健康监测。关键词光纤光栅；FRP；锚头；安全监测；人防工程-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractForthesakeofFRPmaterialanchorageanditshealthmonitoring,theFRP-OFBG(FiberReinforcedPl

6、oymer-OpticalFiberBraggGrating)smartanchorshavebeenstudiedanddevelopedbasedontheseriousresearchofFBG’ssensingpropertiesandFRPmaterialsproperties.Itsdamagesensingpropertieshavebeenstudiedbytheoryandexperiment.TheFRPbarsbondedanchoragetheoryanditsstandardofsaftyvaluationhasbeenb

7、roughtforward.Forthemechaniccharacterofacivildefenseproject,FBGintelligentmonitoringprojectforithasbeenstudiedanddesigned.ThetechniqueofFBGintelligentmonitoringhasbeenstudied,andithasbeensuccessfullyappliedinthisproject.Themaincontentsandresultsinclude:Firstly,consideringtheFR

8、Pmaterialperformance,andper-distributedFBGsensingproperties,F