橡胶封装fbg沥青路面竖向应变传感器的开发与研究

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1、工学硕士学位论文橡胶封装FBG沥青路面竖向应变传感器的开发与研究DEVELOPMENTANDSTUDYOFTHEFBGVERTICALSTRAINSENSORENCAPSULATEDBYRUBBERFORASPHALTPAVEMENT刘艳萍哈尔滨工业大学2008年6月国内图书分类号：TU416.417国际图书分类号：625工学硕士学位论文橡胶封装FBG沥青路面竖向应变传感器的开发与研究硕士研究生：刘艳萍导师：胡庆立副教授申请学位：工学硕士学科、专业：岩土工程所在单位：土木工程学院答辩日期：2008年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学Classif

2、iedIndex:TU416.417U.D.C.:625DissertationfortheDegreeinEngineeringDEVELOPMENTANDSTUDYOFTHEFBGVERTICALSTRAINSENSORENCAPSULATEDBYRUBBERFORASPHALTPAVEMENTCandidate：LiuYanpingSupervisor：AssociateProf.HuQingliAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：GeotechnicalEngine

3、eringAffiliation:SchoolofCivilEngineeringDateofDefence：June,2008Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要随着我国公路交通的快速发展，公路路面面临着前所未有的考验，特别是占路面类型多数的沥青路面甚至在通车几年就出现了车辙、开裂、泛油、坑槽等早期损坏现象，给国民经济带来了巨大的损失。因此，如何预防沥青路面出现病害成为亟待解决的问题。其中一个切实可行的方法就是进行沥青路面监测，通过

4、监测数据分析原因并进行质量评定，为路面养护和改进设计提供可靠的依据。鉴于光纤光栅在结构健康监测中应用的优越性，本文拟采用光纤光栅传感器对路面进行应变监测。但是传统的光纤光栅传感器存在模量大、尺寸大等缺点，直接拿来用于沥青路面的测试，不能反映沥青路面的真实应变。基于这种情况，本文研发了一种橡胶封装FBG竖向应变传感器用于测量沥青路面的竖向应变。首先，详细阐述橡胶封装FBG竖向应变传感器的设计思想；用力学的方法对传感器长度分析计算；采用有限元软件ABAQUS模拟传感器布设到沥青路面的情况，根据协调性原理，优化了橡胶和锚片的直径，并选择合适的灌浆材料

5、。其次，详细介绍了橡胶封装FBG应变传感器的设计原理和制作工艺，并在此基础上探讨了两个光栅串的橡胶封装FBG分布式应变传感器的制作方法。再次，为了检验橡胶封装FBG应变传感器的线性度、重复性、灵敏度等传感性能，对其进行了标定试验；通过电镜扫描对传感器的微观结构进行深入研究。最后，将研发的橡胶封装FBG应变传感器埋设到混凝土柱中，研究其是否能实现结构的准确测量；埋设到沥青混凝土试件中，检验其实际应用性能。结果表明，橡胶封装FBG应变传感器的自身的传感性能良好，但是用于实际沥青混凝土路面的埋设工艺还有待进一步研究。关键词沥青路面；竖向应变；传感器；

6、橡胶；光纤光栅-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractWiththerapiddevelopmentofhighwaytraffic,pavementstructures,dominatedbyasphaltpavement,areconfrontingtryingchallenges,especially,suchearlydamagephenomenaofasphaltpavementasrutting,cracking,flushing,pitslotandsoonusuallyappearshortlyafteritwaso

7、pentotraffic.Inviewofthis,thestrainmonitoringofasphaltpavement,asoneoffeasiblemeasurestodiagnosethepavementdisease,hasbeenwellappliedforthequalityevaluationbasedontheanalysisofthemonitoringdata,whichcanprovidereliableguidanceforthemaintenanceandimproveddesignofpavement.Asare

8、sultofitsspecialsuperiorityinHealthMonitoring,FBGsensorsareadoptedtomonitor