壓電阻抗法及用于土木工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)中的研究

土木工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)研究進(jìn)展

闡述了實(shí)施土木工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的必要性，介紹了結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的內(nèi)涵、組成、監(jiān)控內(nèi)容、監(jiān)控系統(tǒng)功能及其工程應(yīng)用，討論了結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)中的兩類方法，重點(diǎn)對(duì)損傷識(shí)別中的動(dòng)力指紋法、模型修正法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、遺傳算法進(jìn)行了分析和比較，闡述了健康監(jiān)測(cè)領(lǐng)域今后的主要研究問(wèn)題和發(fā)展方向。

闡述了實(shí)施土木工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的必要性,介紹了結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的內(nèi)涵、組成、監(jiān)控內(nèi)容、監(jiān)控系統(tǒng)功能及其工程應(yīng)用,討論了結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)中的兩類方法,重點(diǎn)對(duì)損傷識(shí)別中的動(dòng)力指紋法、模型修正法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、遺傳算法進(jìn)行了分析和比較,闡述了健康監(jiān)測(cè)領(lǐng)域今后的主要研究問(wèn)題和發(fā)展方向。

闡述了實(shí)施土木工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的必要性，介紹了結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的內(nèi)涵、組成、監(jiān)控內(nèi)容、監(jiān)控系統(tǒng)功能及其工程應(yīng)用，討論了結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)中的兩類方法，重點(diǎn)對(duì)損傷識(shí)別中的動(dòng)力指紋法、模型修正法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、遺傳算法進(jìn)行了分析和比較，闡述了健康監(jiān)測(cè)領(lǐng)域今后的主要研究問(wèn)題和發(fā)展方向。

近些年，地震、洪水、暴風(fēng)等自然災(zāi)害也對(duì)這些建筑物和結(jié)構(gòu)造成不同程度的損傷，還有一些人為的爆炸等破壞性行為。因此，對(duì)結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行監(jiān)測(cè)和診斷，及時(shí)地發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的損傷，對(duì)可能出現(xiàn)的災(zāi)害提前預(yù)警，評(píng)估其安全性己經(jīng)成為未來(lái)工程的必然要求，也是土木工程學(xué)科發(fā)展的一個(gè)重要領(lǐng)域。本文筆者將結(jié)合自身工作經(jīng)驗(yàn)對(duì)土木工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)進(jìn)行了分析研究。

闡述了實(shí)施土木工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的必要性和迫切性,介紹了結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的概念、組成及其應(yīng)用,信號(hào)采集與處理以及損傷檢測(cè)的方法和研究現(xiàn)狀,重點(diǎn)討論了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法在損傷診斷中的應(yīng)用。介紹了利用小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和概率神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等新型網(wǎng)絡(luò)的損傷診斷方法,最后指出了需要進(jìn)一步研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題。

隨著我國(guó)改革開(kāi)放的不斷深入,土木工程建設(shè)不斷加快。從而,對(duì)于其在實(shí)際的結(jié)構(gòu)安全檢測(cè)是十分關(guān)鍵的。本文就針對(duì)我國(guó)現(xiàn)階段的土木工程結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀進(jìn)行系統(tǒng)論述,進(jìn)而闡述其研究進(jìn)展。最后著重介紹其在發(fā)展之中的幾個(gè)里程碑式的技術(shù)發(fā)展。

土木工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的研究是近年來(lái)國(guó)際學(xué)術(shù)研究的熱點(diǎn)問(wèn)題之一，涉及許多不同的研究領(lǐng)域，如數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、信號(hào)處理、結(jié)構(gòu)分析等。土木工程智能健康監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)由傳感元件、信號(hào)采集、信號(hào)傳輸與處理、健康診斷與安全評(píng)估、結(jié)果輸出等部分構(gòu)成。引入智能傳感器、信息融合、故障診斷、結(jié)構(gòu)損傷探測(cè)理論等對(duì)結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。

土木工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的研究進(jìn)展綜述 摘要:對(duì)于大量進(jìn)入老齡和維護(hù)期的土木工程結(jié)構(gòu),其安全性倍受重視, 而具有多學(xué)科交叉特點(diǎn)的結(jié) 構(gòu)健康監(jiān)測(cè)技術(shù)則是支撐土木工程基礎(chǔ)設(shè)施安全運(yùn)行和適時(shí)維護(hù)的一個(gè)有力工 具。首先對(duì)各種結(jié)構(gòu)損傷檢 測(cè)方法和無(wú)線智能傳感技術(shù)的最新研究成果進(jìn)行了回顧和評(píng)述;討論了在線結(jié)構(gòu) 健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的關(guān)鍵問(wèn)題; 最后對(duì)結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)和損傷檢測(cè)領(lǐng)域今后的發(fā)展方向進(jìn)行了展望。 關(guān)鍵詞:結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè);損傷檢測(cè);振動(dòng)參數(shù);智能傳感技術(shù) asummaryreviewofrecentadvancesinresearchonstructural healthmonitoringforcivilengineeringinfrastructures (1.departmentofcivilengineering,universityof

土木工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的研究是近年來(lái)國(guó)際學(xué)術(shù)研究的熱點(diǎn)問(wèn)題之一,涉及許多不同的研究領(lǐng)域,如數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、信號(hào)處理、結(jié)構(gòu)分析等.闡述了實(shí)施土木工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的必要性和迫切性,介紹了結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的概念、組成及其應(yīng)用,分析研究了結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的各個(gè)子系統(tǒng)的功能、特點(diǎn)和實(shí)現(xiàn)方法,重點(diǎn)討論了實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)的理論、方法和存在的若干力學(xué)問(wèn)題,論述了結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)在國(guó)內(nèi)外土木工程領(lǐng)域的應(yīng)用狀況,最后對(duì)結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的幾個(gè)重要問(wèn)題做了展望.

對(duì)于大量進(jìn)入老齡和維護(hù)期的土木工程結(jié)構(gòu),其安全性倍受重視,而具有多學(xué)科交叉特點(diǎn)的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)技術(shù)則是支撐土木工程基礎(chǔ)設(shè)施安全運(yùn)行和適時(shí)維護(hù)的一個(gè)有力工具。首先對(duì)各種結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)方法和無(wú)線智能傳感技術(shù)的最新研究成果進(jìn)行了回顧和評(píng)述;討論了在線結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的關(guān)鍵問(wèn)題;最后對(duì)結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)和損傷檢測(cè)領(lǐng)域今后的發(fā)展方向進(jìn)行了展望。

闡述了實(shí)施土木工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的必要性和迫切性,介紹了實(shí)施基于振動(dòng)的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的程序．重點(diǎn)討論了傳感器的優(yōu)化布置、損傷識(shí)別方法等健康監(jiān)測(cè)中的關(guān)鍵問(wèn)題．

近些年來(lái),隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與國(guó)際地位的日益提高,我國(guó)對(duì)各行各業(yè)都進(jìn)行了一定的改進(jìn)與發(fā)展,土木工程是我國(guó)重點(diǎn)發(fā)展的項(xiàng)目之一,這不僅僅與我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著直接的關(guān)系,還可以從側(cè)面展現(xiàn)出我國(guó)的綜合實(shí)力的提升。本文將會(huì)介紹土木工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的現(xiàn)狀及其發(fā)展,希望大家有所了解。

闡述了土木工程結(jié)構(gòu)的安全性評(píng)估、健康監(jiān)測(cè)及損傷診斷的必要性和迫切性,介紹了結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的定義及系統(tǒng)組成,綜述了損傷識(shí)別的分類,重點(diǎn)對(duì)系統(tǒng)識(shí)別與模型修正作了詳細(xì)的闡述,并對(duì)小波和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在損傷識(shí)別領(lǐng)域的應(yīng)用作了介紹。

目前土木工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)都是針對(duì)特定結(jié)構(gòu)物進(jìn)行單獨(dú)設(shè)計(jì),考慮到監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)相同及存在大量通用功能模塊,提出并建立了通用結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)框架。在此框架內(nèi),用戶可以方便地設(shè)計(jì)針對(duì)特定結(jié)構(gòu)物的監(jiān)測(cè)方案,包括監(jiān)測(cè)內(nèi)容及測(cè)點(diǎn)方案、儀器選型、結(jié)構(gòu)評(píng)估方法等,從而方便快速地建立結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),不僅避免大量重復(fù)的軟件開(kāi)發(fā)工作,降低結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的成本,更重要的是為結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了一種通用的解決方案。

土木工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是針對(duì)特定結(jié)構(gòu)進(jìn)行的獨(dú)特平臺(tái)設(shè)計(jì),是在現(xiàn)代信息工程軟件基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的傳統(tǒng)器模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、情況判定模塊的具體組成。

結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)預(yù)警是結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的重要組成部分。在土木工程領(lǐng)域,許多專家學(xué)者也對(duì)結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)預(yù)警進(jìn)行了一定的研究,然而目前結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)預(yù)警尚未形成科學(xué)完整的理論體系。本文以土木工程結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象,闡述了結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)預(yù)警的意義及預(yù)警的基本概念,重點(diǎn)論述了土木工程結(jié)構(gòu)預(yù)警中預(yù)警指標(biāo)的選取、預(yù)警指標(biāo)閾值的設(shè)定及預(yù)警模型的構(gòu)建三個(gè)核心內(nèi)容。

利用小波分析多分辨率的特點(diǎn)對(duì)結(jié)構(gòu)損傷進(jìn)行在線檢測(cè),判定結(jié)構(gòu)損傷位置。在闡述了土木工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組成、監(jiān)測(cè)內(nèi)容模塊的功能及其特點(diǎn)和小波分析進(jìn)行損傷識(shí)別的原理以及結(jié)構(gòu)損傷的多尺度分析的基礎(chǔ)上,通過(guò)對(duì)單層混凝土結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的加速度信號(hào)進(jìn)行小波分析,得到結(jié)構(gòu)損傷的時(shí)刻,通過(guò)研究信號(hào)小波變換的尺度函數(shù)確定了損傷的位置,試驗(yàn)表明,該方法具有一定的實(shí)用價(jià)值。

　本文對(duì)壓電材料在土木工程結(jié)構(gòu)健康檢測(cè)中的應(yīng)用進(jìn)行了綜述,分析了阻抗法和波動(dòng)法的基本原理、研究進(jìn)展、優(yōu)點(diǎn)和存在的問(wèn)題等。這二種方法都是主動(dòng)的檢測(cè)方法,它們適合于各種土木工程結(jié)構(gòu),并且壓電材料/器件能解決如何激勵(lì)結(jié)構(gòu)的問(wèn)題。

工程結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測(cè)關(guān)系到工程質(zhì)量和運(yùn)營(yíng)安全,其經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益極為顯著。大型土建工程的健康監(jiān)測(cè)已成為國(guó)內(nèi)外的發(fā)展趨勢(shì)。介紹了光纖的組成和特點(diǎn),闡述光纖傳感技術(shù)在力學(xué)測(cè)試中的基本原理以及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。

1.健康監(jiān)測(cè)及診斷技術(shù)的基本概念(1)安全性評(píng)估。通過(guò)各種可能的、結(jié)構(gòu)允許的測(cè)試手段,測(cè)試其當(dāng)前的工作狀態(tài),并與其臨界失效的狀態(tài)加以比較,評(píng)價(jià)其安全等級(jí)。對(duì)于不同結(jié)構(gòu),其重要程度不同,安全等級(jí)應(yīng)該有所差別。安全性評(píng)估與可靠性不同,可靠性為一種概

在發(fā)生地震、風(fēng)暴等危害性較大的災(zāi)害以后,房屋的結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)一些變化,因此,需要通過(guò)機(jī)構(gòu)健康測(cè)試來(lái)確定房屋是否受損,以確保房屋使用過(guò)程的安全性和整體性能.在信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等快速推廣的情況下,無(wú)損傳感技術(shù)與各種結(jié)構(gòu)特性分析方法的有機(jī)結(jié)合,在提高土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平、施工質(zhì)量等方面發(fā)揮的作用越來(lái)越重要,對(duì)于保障土木工程結(jié)構(gòu)健康診斷結(jié)果的可靠性、完整性等有著極大作用.本文就土木工程結(jié)構(gòu)健康診斷中的統(tǒng)計(jì)識(shí)別方法進(jìn)行全面分析,以有效提高土木工程結(jié)構(gòu)的健康水平,從而延長(zhǎng)土木工程的使用壽命.