采用钢绞线的预应力混凝土结构已广泛应用于桥梁工程中，钢绞线应力状态对预应力混凝土结构的使用性能起着至关重要影响。现有钢绞线应力检测方法如针对拉索索力测试的动测法、基于声弹性理论的声测法以及通过局部破损的应力释放法等均较难用于在役预应力混凝土结构内钢绞线有效应力检测，利用铁磁材料的磁弹效应实现碳钢线材应力或钢绞线预应力检测已取得重要进展。
　　本文利用磁畴理论和磁弹耦合理论，针对预应力混凝土结构中钢绞线应力无损检测探索了新的技术方法：基于LC电磁并联回路自身无功率感抗的吸能和释能产生谐振频率的电路特性，研究了钢绞线的磁弹效应、线圈电感效应和LC并联电路谐振频率特性的力-磁-电耦合效应关系，形成了电磁振荡式钢绞线应力测量技术方案。应用LC电磁振荡电路的钢绞线应力测试系统样机，完成了单根钢绞线裸筋和预应力钢筋混凝土梁中无粘结钢绞线的应力-频率关系试验测试，主要研究内容及结论如下：
　　(1)基于铁磁性材料的磁致伸缩效应和磁弹效应建立了铁磁晶体的弹性和磁性耦合关系式。磁场使铁磁性体产生磁致伸缩变化，力场使铁磁性体产生磁弹效应和发生磁致伸缩性质的形变，磁场和外部应力或应变都可以使铁磁晶体的自发磁化状态发生变化，应变引起的磁致弹性能和磁各向异性能都是磁化方向的函数，因而外力场和外磁场对磁各向异性具有方向耦合作用；根据力磁耦合效应建立了单向应力作用下的力致磁晶各向异性能和力致磁晶各向异性系数的数学模型。
　　(2)根据铁磁体的力磁耦合效应机理建立了有外部应力参与的磁化方程。铁磁体在有外部应力作用磁化和无应力磁化进程中，当两者具有相同的磁化强度时，建立了有应力状态和无应力状态的等效磁化方程，从理论上揭示了外磁场中铁磁体在外力拉伸方向更加容易磁化的本质，即外应力或应变导致了力致磁各向异性，并改变其向的磁导率，据此推导了应力致磁导率变化的应力-磁导率关系式。
　　(3)把钢绞线作为具有电感性的电路元件应用于LC电磁振荡电路，建立了钢绞线电感计算模型。根据钢绞线的长度效应和外形结构几何特征分别建立了单圆大直径有限长导线电感模型和单层长螺线管线圈电感模型，两种电感计算模型都有一定适用性。通过对钢绞线在拉伸加载作用下的电感变化模型分析，表明拉伸应变对钢绞线电感影响较小，拉伸应力对钢绞线电感影响较为显著。
　　(4)把钢绞线在磁弹效应中的力致磁各向异性特性和在LC振荡电路中的谐振电感效应机理联立形成力-磁-电耦合效应关系，建立了应力控制下基于电磁谐振效应的钢绞线应力-频率关系数学模型，构建了电磁振荡式钢绞线应力测量原理基础。
　　(5)研制了应力测量系统样机并实现了对钢绞线采用电磁振荡式应力测量。开发了以LC电磁振荡并联电路为硬件架构，采用FPGA处理器编制了LC振荡电路信号采集、处理与分析软件，搭建了测试平台，实现了通过谐振电路电学量获知力学量的读取和显示测试。该系统的突出优势是：应力测试时不需要设置外磁场激励设备，仅依靠混凝土梁内钢绞线与系统外围设备组成的LC电磁回路产生的电磁谐振，完成钢绞线应力与输出频率值的内在关联变化测量。
　　(6)完成了电磁振荡式钢绞线应力测量方法和理论支撑体系的模型试验验证。通过LC电磁振荡式系统样机完成了5米、10米和15米长单根钢绞线裸筋应力-频率测试试验，以及5米无粘结预应力混凝土梁内钢绞线的应力检测试验，结合理论模型和对实测数据的统计分析，建立了钢绞线应力与系统谐振频率的量化关系，验证了采用电磁振荡式应力测量技术用于预应力混凝土梁内无粘结钢绞线应力检测的可行性和有效性。