由于结构健康监测要求对构件在使用期限内进行长时间的监测,因此对嵌入式的压电传感器/驱动器的耐久性提出了更高的要求,所以压电智能骨料在使用前需要先验证其耐久性。预应力混凝土构件因锈蚀产生的裂缝是导致结构劣化的主要因素之一。由于大部分锈蚀引起的早期裂缝是不可见的,所以在混凝土表面出现裂缝前,很难对锈蚀损伤进行定性或定量估计,因此需要一种有效的方法对其锈胀过程进行监测。预应力混凝土结构在服役期间可能由酸雨、盐碱、海洋环境等因素的作用,造成预应力筋的锈蚀,从而导致其承载力的下降。如何有效的对已锈蚀刀裂构件的承载力进行监测,同样也是一个非常重要的问题。针对智能骨料的耐久性问题,设计了压电传感器在加速锈蚀环境中的耐锈蚀试验。针对预应力筋锈胀导致混凝土开裂的问题,提出了一种基于应力波的主动监测方法,使用嵌入式压电陶瓷传感器来监测预应力混凝土结构中的锈蚀损伤。对于对已锈蚀开裂的混凝土构件的承载力监测问题,提出了一种基于压电主动法并利用小波包损伤指标分析的承载力监测方法。具体工作与结论如下:(1)试验对比了表面进行耐久性处理和不进行耐久性处理的两组智能骨料的耐久性试验结果。由于在控制其他变量的情况下,如果压电智能骨料内部产生任何变化将直接通过其采集信号的变化来体现,因此通过该试验可以验证经过表面处理后的智能骨料应用在锈蚀监测试验中的可行性。试验验证了经过处理后的压电智能骨料在锈蚀电场中的稳定性,证明了该种压电元件可以很好的用于锈蚀试验的监测。(2)试验制作了两个混凝土梁试件,并且在每个试件各安装两个锈蚀槽。其中一个试件的钢绞线被先张法张紧,而另一个试件的钢绞线则不进行张拉,用来验证不同大小的预应力对锈蚀监测结果的影响。在通电加速锈蚀过程中,通过在同一试件的不同锈蚀槽中设置两种不同的锈蚀电流,以验证不同锈蚀速率对监测结果的影响。传感器接收到的信号为时域信号,通过小波包分析可变为基于小波包的能量。试验结果表明,由于锈蚀产物引起的梁体内部膨胀应力,接收信号的能量在初始锈蚀阶段略有增加。随着锈蚀引起的裂缝的产生和发展,接收信号的能量随锈蚀进行而降低。当锈蚀试验接近完成时,接收信号的能量趋于稳定。该试验证明基于压电陶瓷的主动监测方法可以监测锈蚀损伤并估计锈蚀过程的进展。(3)针对已发生锈蚀开裂的混凝土构件的承载力监测问题,通过对已经发生锈胀开裂的预应力简支梁进行承载力极限试验,并在试验过程中利用已经预埋在构件内的智能骨料对其进行波动法主动监测,从而实现对承载力的监测。试验监测了压电智能骨料时域信号、频域信号和小波包能量的变化,并且通过小波包能量计算了结构的损伤指标。最终利用损伤指标来判断压电信号与梁体承受承载力之间的关系,进而实现了对承载力的监测。