基于压电陶瓷传感器的混凝土内部钢筋锈蚀监测及其粘结滑移性能研究

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2、桥梁与隧道＾作者姓名高志玉：，指导教师：朱劲松教授‘．．’－件．．．ｊ－．ｒ．：话．Ｉ１■Ｉ？；襄＂，’天津大学研究生院：＾？Ｈｉ；！彎‘：ＨＨ｜ＰＦ２０１５年５月義麵ｉ；：口４：｜，．音－＇曲删天津大学研究生毕业论文基于压电陶瓷传感器的混凝土内部钢筋锈蚀监测及其粘结滑移性能研究ReinforcementCorrosionMonitoringofInternalConcreteandResearchonBondSlipPerformanceBased

3、onPiezoelectricCeramicTransducers【申请硕士学位论文】国家自然科学基金面上项目（编号：51178305）资助学科专业：桥梁与隧道工程研究生：高志玉指导教师：朱劲松教授天津大学建筑工程学院二零一五年五月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研巧王作和取得的研巧成果，除了文中特别加ｔｕ标注和致谢么处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论

4、文中。与我作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字曰期：７叫＾年６月２曰１葛，至玉学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留。、使用学位论文的规定特授权天津大学可将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编供查阅和借阅。同意学校向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：ｉ导师签名：萬方，。签字日期：７恤（月２日签字日年＾月之－日摘要

5、传统观念上，人们总是认为结构中的钢筋在混凝土的包裹下不易发生锈蚀，但混凝土中的钢筋锈蚀是普遍存在的现象。随着钢筋锈蚀导致的工程事故日益增多，我们急需一种能监测出结构内部钢筋锈蚀程度的方法，以便能够在工程实际中实时的监测出钢筋的锈蚀程度，避免形成重大的安全隐患和造成人身财产的损失，因此如何在结构使用期间准确监测埋入混凝土内部钢筋的锈蚀状况是一个极具挑战性的课题。另外，钢筋混凝土结构中，钢筋与混凝土的协同工作是依靠两者间的粘结力，为此，研究钢筋锈蚀后钢筋与混凝土的粘结滑移性能对了解结构性能以及结构耐久性有十分重要的工程

6、实际意义。近些年，压电陶瓷作为一种新型的智能材料，由于其易裁剪，响应快，价格便宜等优点在土木监测领域得到了广泛应用。将压电陶瓷应用于工程结构内部钢筋的无损监测有着十分开阔的前景。本文就基于压电陶瓷的钢筋锈蚀监测和锈蚀钢筋混凝土粘结滑移展开了试验与数值模拟研究，主要工作如下：1、对变形钢筋进行基于PZT波传播法的试验监测和数值模拟，通过两者对比分析，得出应力波在变形钢筋中的幅值变化随激励中心频率以及传播距离的影响规律，为混凝土内部钢筋锈蚀监测试验提供依据。2、对电化学锈蚀后的钢筋混凝土试件进行压电监测，对比不同锈蚀率

7、下的信号幅值变化情况，得出在钢筋锈蚀率较低的情况下，传感器接收到的信号随着锈蚀率的增高呈逐渐降低趋势。但是随着电化学锈蚀的进行，钢筋的锈蚀到一定程度后，接收到的信号将开始增大，两者之间是二次函数的关系。3、对进行波传播法监测后的钢筋混凝土试件进行拉拔试验，得出随着锈蚀率的增加，试件的极限粘结强度逐渐降低，粘结强度与锈蚀率之间存在着二次函数关系。4、通过模拟钢筋混凝土试件的拉拔过程，验证在不同锈蚀率下钢筋与混凝土的应力变化情况，并与试验过程进行对比验证，进而确保试验得出的粘结滑移退化规律的正确性。关键词：钢筋锈蚀；P

8、ZT；波传播法；监测；粘结滑移ABSTRACTOnthetraditionalconcept,peoplealwaysthinkthatreinforcementinstructuresareprotectedbytheeffectoftheconcreteundertheconcretepackage,itisnoteasytorust,butthecor