混凝土中钢筋锈蚀分布式光纤监测技术研究

论文摘要

钢筋锈蚀是混凝土结构破坏的主要原因之一,因此对混凝土中的钢筋锈蚀进行监测,对于掌握钢筋锈蚀的程度,正确评估建筑物的耐久寿命,进行维修加固与决策,保障建筑物安全等都具有十分重要的意义。布里渊光时域反射测量技术(Brillouin Optical Time Domain Reflectometer,简称BOTDR)是一种基于自发布里渊背向散射原理的分布式光纤传感技术,它突破了传统点式传感技术的局限,可实现真正意义上的分布式监测。论文紧紧围绕这一技术,开展了一系列混凝土中钢筋锈蚀分布式光纤监测的室内试验和理论研究,并取得了如下成果：1.采用BOTDR分布式光纤监测技术,对混凝土中钢筋锈蚀进行了分布式光纤监测对比试验研究。试验结果表明,BOTDR分布式光纤监测技术能有效地监控混凝土中钢筋的锈蚀；2.结合不同温度条件下混凝土中钢筋锈蚀BOTDR分布式光纤监测试验,对混凝土中钢筋锈蚀的温度效应进行了试验研究。试验结果表明,混凝土胀裂后,随着温度从0℃增加到40℃,钢筋锈蚀速率增加一倍以上。BOTDR分布式光纤监测技术能够较好地反映不同温度条件下混凝土胀裂前后钢筋锈蚀的变化规律；3.依据线弹性理论,推导了混凝土中钢筋锈胀力的理论公式,对理论公式中各因素的影响和计算误差产生的原因进行了分析,并结合监测试验的结果,对混凝土中钢筋的锈蚀情况进行了评价；4.作为一项应用研究,分析了BOTDR分布式光纤监测技术在混凝土中钢筋锈蚀监测实际应用中的可行性和推广价值,对该项技术在推广过程中可能遇到的问题进行了分析。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 前言
• 1.1 研究的背景和意义
• 1.2 混凝土中钢筋锈蚀的机理
• 1.3 混凝土中钢筋锈蚀监测方法的研究现状
• 1.3.1 物理监测方法
• 1.3.2 电化学监测方法
• 1.3.3 光纤监测方法
• 1.3.4 存在的问题
• 1.4 论文研究的主要内容
• 第二章 混凝土中钢筋锈蚀分布式光纤监测试验
• 2.1 试验原理
• 2.2 试验方案
• 2.2.1 试验材料与设备
• 2.2.2 试件制作
• 2.2.3 试验过程
• 2.3 试验结果与分析
• 2.4 结论
• 2.5 本章小结
• 第三章 不同温度条件下混凝土中钢筋锈蚀分布式光纤监测试验
• 3.1 试验方案
• 3.1.1 试验材料与设备
• 3.1.2 试件制作
• 3.1.3 试验过程
• 3.2 试验结果与分析
• 3.3 结论
• 3.4 本章小结
• 第四章 混凝土中钢筋锈蚀评价
• 4.1 混凝土中钢筋锈蚀过程评价
• 4.2 混凝土锈胀力的确定
• 4.2.1 理论模型的基本假设
• 4.2.2 钢筋锈胀力推导
• 4.2.3 锈胀力理论公式讨论
• 4.2.4 理论公式的误差分析
• 4.3 混凝土中钢筋锈蚀率评价
• 4.4 本章小结
• 第五章 混凝土中钢筋锈蚀分布式光纤监测技术的应用与推广
• 5.1 钢筋锈蚀分布式光纤监测技术的实用性分析
• 5.2 钢筋锈蚀分布式光纤监测技术的研发构想
• 5.3 钢筋锈蚀分布式光纤监测技术推广过程中的相关问题讨论
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 全文总结与主要创新点
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间主要的科研成果