結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測光纖傳感技術(shù)研究

前言

結(jié)構(gòu)健康（structure’s health）有兩層含義，傳統(tǒng)觀念認(rèn)為結(jié)構(gòu)健康主要是結(jié)構(gòu)安全；現(xiàn)代概念卻認(rèn)為具有可靠性的結(jié)構(gòu)才稱為結(jié)構(gòu)健康，包括：①結(jié)構(gòu)能承受在使用期內(nèi)可能出現(xiàn)的各種荷載作用；②結(jié)構(gòu)具有良好的工作性能；③結(jié)構(gòu)具有足夠的耐久性能；④結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)規(guī)定的偶然事件發(fā)生時及發(fā)生后，仍能保持必要的整體穩(wěn)定性。上述①和④稱為結(jié)構(gòu)的安全性；②關(guān)系到結(jié)構(gòu)的適用性；③關(guān)系到結(jié)構(gòu)的耐久性。結(jié)構(gòu)的安全性、適用性和耐久性統(tǒng)稱為結(jié)構(gòu)的可靠性。因此，通常將滿足可靠性的結(jié)構(gòu)稱為健康結(jié)構(gòu)，或者說只有具備可靠性的結(jié)構(gòu)才算得上結(jié)構(gòu)健康。顯而易見，結(jié)構(gòu)健康比結(jié)構(gòu)安全的要求更高。光纖是光學(xué)纖維或光導(dǎo)纖維的簡稱，它是20世紀(jì)50年代以后尤其是70年代以來獲得迅猛發(fā)展的一種傳光物質(zhì)。它既能傳送紫外光、可見光與紅外光，又能傳送高能激光及光信號。由光纖或非光纖的敏感元件、光發(fā)送器、光接收器和信號處理系統(tǒng)組成的系統(tǒng)稱其為光纖傳感器（fiber-opticsensor）。而利用光纖傳感器進(jìn)行結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的原理、方法、流程與分析等體系（System）則通稱為“結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測光纖傳感技術(shù)（Fiber-optic sensing technology for structure’s health monitoring）”。目前，應(yīng)用于結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的傳感技術(shù)主要有3種即傳統(tǒng)的應(yīng)力與應(yīng)變傳感技術(shù)、多點(diǎn)光纖光柵傳感技術(shù)和光纖分布式傳感技術(shù)。

內(nèi)容概要

　　《結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測光纖傳感技術(shù)研究》重點(diǎn)介紹了結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測中的光纖傳感器的原理、關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用典型案例。全書共10章，既有前人的理論綜述，又有作者的應(yīng)用技術(shù)創(chuàng)新?！　　督Y(jié)構(gòu)健康監(jiān)測光纖傳感技術(shù)研究》理念清晰、系統(tǒng)完整?？晒┩聊九c巖土兩大領(lǐng)域的水利、電力、冶金、石化、交通、建筑和軍工部門的工程技術(shù)人員和高等院校的有關(guān)師生參考。

書籍目錄

前言1 緒論1.1 光纖傳感技術(shù)的國內(nèi)外研究及應(yīng)用情況1.2 結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測中的光纖傳感技術(shù)在國內(nèi)外的研究概況及存在的問題1.3 進(jìn)一步研究的問題2 光纖傳感器用于結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的基本原理2.1 光纖傳感器的分類2.2 分布式光纖傳感器的監(jiān)測原理及主要技術(shù)指標(biāo)2.3 光纖光柵傳感器的測量原理及主要技術(shù)指標(biāo)2.4 光纖傳感器與其他傳感器的比較3 分布式光纖溫度監(jiān)測中的關(guān)鍵技術(shù)研究3.1 引言3.2 分布式光纖溫度系數(shù)的率定技術(shù)研究3.3 分布式光纖彎曲半徑的合理取值研究3.4 分布式光纖的伸長率研究3.5 光纖測溫系統(tǒng)最優(yōu)預(yù)熱時間研究4 光纖光柵傳感器性能檢驗(yàn)及溫度與應(yīng)變交叉敏感問題研究4.1 引言4.2 光纖光柵傳感器的技術(shù)性能檢驗(yàn)指標(biāo)4.3 光纖光柵傳感器技術(shù)性能指標(biāo)的檢驗(yàn)結(jié)果4.4 光纖光柵傳感器技術(shù)性能指標(biāo)的檢驗(yàn)結(jié)果分析4.5 光纖光柵傳感器的應(yīng)變與溫度交叉敏感問題及對策研究4.6 交叉敏感問題處理方法在水布埡工程應(yīng)用中的效果分析5 光纖傳感器埋設(shè)技術(shù)研究5.1 引言5.2 分布式光纖傳感器安裝埋設(shè)的難點(diǎn)分析5.3 分布式光纖結(jié)構(gòu)形式的改進(jìn)5.4 碾壓混凝土大壩內(nèi)光纜的埋設(shè)方法5.5 混凝土面板堆石壩周邊縫部位光纜的埋設(shè)方法5.6 光纖光柵傳感器的埋設(shè)方式及注意事項(xiàng)6 分布式光纖傳感器在景洪水電站大壩混凝土溫度監(jiān)測中的應(yīng)用6.1 引言6.2 工程概況及壩區(qū)氣象條件6.3 分布式光纖傳感網(wǎng)絡(luò)布置方案6.4 混凝土溫度控制標(biāo)準(zhǔn)及分布式光纖觀測要求6.5 提高分布式光纖測溫精度的技術(shù)措施及效果檢驗(yàn)6.6 施工期分布式光纖實(shí)測成果及分析6.7 運(yùn)行期分布式光纖實(shí)測成果及分析7 光纖光柵傳感器在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)健康鋼筋腐蝕監(jiān)測中的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)7.1 引言7.2 光纖光柵傳感器監(jiān)測鋼筋腐蝕原理7.3 光纖光柵鋼筋腐蝕傳感器實(shí)驗(yàn)分析7.4 腐蝕率與波長位移關(guān)系的標(biāo)定8 光纖光柵傳感器在隧道工程健康監(jiān)測中的應(yīng)用8.1 引言8.2 隧道工程長期健康監(jiān)測系統(tǒng)8.3 光纖光柵應(yīng)變傳感器在云南小磨高速公路九龍隧道工程中的應(yīng)用8.4 光纖光柵應(yīng)變與溫度傳感器在福建廈門翔安海底隧道健康監(jiān)測中的應(yīng)用9 光纖光柵傳感器沉降監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用典型案例9.1 引言9.2 上海市臨港新城海堤沉降光纖傳感技術(shù)應(yīng)用案例9.3 鄭州至西安鐵路無砟軌道線路工后沉降光纖光柵監(jiān)測案例9.4 青藏鐵路多年凍土路基沉降光纖監(jiān)測案例10分布式光纖傳感技術(shù)的滲流監(jiān)測理論綜述與應(yīng)用實(shí)例10.1 引言10.2 時域分布式光纖傳感技術(shù)的滲流監(jiān)測理論基礎(chǔ)10.3 光纖光柵傳感技術(shù)溫度/滲流監(jiān)測原理與結(jié)構(gòu)10.4 湖北省清江水布埡樞紐工程壩體滲流光纖光柵監(jiān)測實(shí)例參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：6.6.3 分布式光纖實(shí)測成果指導(dǎo)大壩混凝土溫控措施及效果施工期分布式光纖的主要監(jiān)測目的是及時監(jiān)測大壩混凝土的澆筑溫度和最高混凝土水化熱溫升，結(jié)合設(shè)計(jì)提供的施工期大壩平均澆筑溫度、最高允許溫度等控制標(biāo)準(zhǔn)，及時指導(dǎo)大壩混凝土澆筑和混凝土溫控工作，確保施工質(zhì)量，預(yù)防大壩出現(xiàn)溫度裂縫的可能。從上述監(jiān)測成果可以看出，分布式光纖及時測試了混凝土澆筑溫度、混凝土水化熱溫升和混凝土最高溫度等關(guān)鍵溫控監(jiān)測值，及時發(fā)現(xiàn)了大壩混凝土澆筑溫度和最高溫度超溫控指標(biāo)（設(shè)計(jì)允許值）出現(xiàn)的部位、時間等，課題溫控研究人員依據(jù)這一實(shí)測成果，及時指導(dǎo)了景洪水電站大壩混凝土溫控工作。當(dāng)分布式光纖實(shí)測大壩混凝土澆筑溫度超過設(shè)計(jì)允許值時，施工單位采取了降低混凝土骨料預(yù)冷溫度、增加混凝土拌和物中冰塊的比例、加快運(yùn)輸速度等方式，降低混凝土的入倉溫度、減小倉面溫度回升，以達(dá)到降低混凝土澆筑溫度的目的。從上述成果可以看出，533.00m高程和537.00m高程以后各層面混凝土的平均澆筑溫度均超過了設(shè)計(jì)允許澆筑溫度，該高程區(qū)間澆筑混凝土溫度超設(shè)計(jì)允許澆筑溫度的比例在18.3 ％～19.4 ％之間。537.00m高程以后，施工單位采取了合理溫控措施，543.00m高程以后各層面澆筑混凝土溫度超設(shè)計(jì)允許澆筑溫度的比例均下降至1.2 9／6～11.4 ％之間，明顯小于采取合理溫控措施前的比例，混凝土溫控效果明顯。

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《結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測光纖傳感技術(shù)研究》是由中國水利水電出版社出版的。

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