现代社会的不断进步使得土木工程结构不断向着大型化、复杂化、智能化的方向发展,对混凝土结构进行健康监测和识别结构损伤、研究工程实际应用方面日益成为国内外学术界的研究热点。目前,压电陶瓷换能器已成为大型结构健康监测的新工具,为实现结构健康监测和损伤识别提供了新的方法。而在实际应用过程中,应根据不同的压应力条件选择具有合适保护层材料的压电智能材料。基于上述原因,本文对压电智能骨料保护层的损伤特征及其在静荷载和冲击荷载条件下的压应力适用范围进行了相关研究。以下为具体的工作内容:(1)基于试验和数值模拟研究压电智能骨料保护层的损伤特征。通过对比保护层损伤后和损伤前的电导曲线,分析了保护层的损伤对导纳特征的影响。研究结果表明:压电智能骨料的导纳信号受保护层损伤的影响较大;随着损伤程度的增大,电导曲线的主峰向低频方向偏移,且主峰幅值逐渐增大。(2)基于试验研究压电智能骨料在静荷载作用下的压应力适用范围。通过对比不同压应力下的电导曲线,分析压电智能骨料的电导曲线在不同压应力阶段的偏移趋势和损伤特征;给出了压电智能骨料在静荷载作用下用于结构的压应力监测及损伤监测时合适的压应力适用范围。研究结果表明:静荷载作用下,压电智能骨料用于结构的压应力及损伤监测时合适的压应力范围分别为0MPa至15.9MPa和42.4MPa至84.9MPa。(3)基于霍普金森压杆装置,研究压电智能骨料在冲击荷载作用下的压应力适用范围。分析了冲击荷载作用下,压电智能骨料的电荷量与冲击荷载及平均应变率的关系。研究结果表明:压电智能骨料用于结构的冲击荷载监测时合适的压应力范围为0MPa至156MPa。并且,电荷量与冲击荷载的线性关系较好,电荷量与冲击荷载的比值随平均应变率的增大而减小。