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近年来,随着社会的不断发展,各种大规模的土木结构不断出现,土木结构的健康监测技术已引起了学术界的广泛关注。以压电陶瓷为代表的智能材料集传感和驱动功能于一体,由于其具有成本低廉,响应速度快,功耗小,频响范围宽,易裁剪等优点而在结构健康监测领域展现出了巨大的应用潜力。本文充分发挥压电陶瓷在结构健康监测中的优势,提出了基于压电陶瓷和智能骨料的结构损伤监测的新方法,开展了基于阻抗法和波动法的波纹管密实度检测以及基于波动法的FRP筋混凝土界面损伤监测试验研究,验证了所提出的方法对密实度检测及界面损伤识别的有效性,具体研究工作如下:(1)针对预应力波纹管中压浆不密实的问题,利用基于压电陶瓷的压电阻抗法,对不同灌浆程度下波纹管的密实性进行了试验研究。试验结果表明,随着波纹管灌浆程度的增加,压电传感器电阻抗频谱曲线呈现出向右漂移的趋势,峰值对应频率也逐渐增加;同时所提出的损伤指标与波纹管的灌浆密实度存在着一定的关系,验证了压电阻抗法对波纹管密实度检测的可行性。(2)利用基于压电陶瓷的波动法对混凝土试件的波纹管密实度进行了试验研究。将一个智能骨料绑在预应力筋上并将其预埋在波纹管内,两个PZT片粘贴在波纹管顶部,一个PZT片粘贴在波纹管底部,智能骨料作为驱动器发射信号,PZT片作为传感器接收信号。通过比较压电传感器在不同灌浆程度下接收到的信号的差别,从而对波纹管灌浆密实度进行评估。结果表明,预应力波纹管灌浆不密实将会使信号幅值发生变化,并且随着缺陷程度的增加信号幅值衰减越明显;压浆密实性越差,基于小波包能量的损伤指标越大。试验证明了波动法也能够有效地对波纹管的灌浆密实度进行检测。(3)利用波动法对FRP筋混凝土粘结界面的损伤进行了试验研究。通过对试件进行拉拔试验模拟不同程度的界面损伤情况。比较压电陶瓷传感器在健康状况与损伤状态下接收到的信号衰减情况以及基于小波包能量谱的损伤指标,就能有效地对FRP筋混凝土界面的粘结滑移程度及损伤发展情况进行识别。