Word版本，下載可自由編輯大型結構的健康監(jiān)測隨著經(jīng)濟的進展和科學技術的長進，許多大型復雜工程結構得以興建，如超大跨橋梁、用于大型體育賽事的超大跨空間結構、超高層建造、大型水利工程、海洋平臺結構以及核電站建造等，它們的使用期長達幾十年、甚至上百年，環(huán)境侵蝕、材料老化和荷載的長久效應、疲勞與突變等災難因素的耦合作用將不行避開地導致結構和系統(tǒng)的損傷堆積和抗力衰減，從而在極端狀況下啟發(fā)災害性的突發(fā)事故。為了保障結構的平安、牢靠，許多在役重大工程結構和基礎設施急需采納有效的手段監(jiān)測和評定其平安情況；新建的大型結構和基礎設施在總結過去閱歷的基礎上增設了長久健康監(jiān)測系統(tǒng)，以監(jiān)測結構的服役平安情況。結構健康監(jiān)測已成為國際土木工程領域的前沿討論方向。

1健康監(jiān)測概述

結構健康監(jiān)測指通過現(xiàn)場的無損傳感技術，利用包括結構響應在內(nèi)的結構系統(tǒng)特性分析，達到檢測結構損傷或退化的目的。其基本思想是利用測量結構在超常荷載前后的響應來判斷結構特性的變化，進而探測和評價結構的損傷；或者利用持續(xù)監(jiān)測來發(fā)覺結構的長久退化。

大型結構工程健康監(jiān)測是一個實時的，又是一個長久的過程，貫通了施工階段、服役階段。包括了健康監(jiān)測方案的制定、監(jiān)測測點的布置、監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集、損傷識別、損傷部位的加固、修復。

損傷識別技術是結構健康監(jiān)測的核心技術，依賴成熟的數(shù)據(jù)采集及分析辦法，以正確的損傷識別理論作指導，對工程結構的健康情況做出正確評估。

2結構損傷識別技術

結構損傷識別是健康監(jiān)測的核心技術，也是結構健康監(jiān)測系統(tǒng)討論的難點之一，是當前國內(nèi)外討論的熱點問題。主要目的就是按照實際測量的數(shù)據(jù)，利用一定的技術手段，對結構是否存在損傷、位置、程度等問題作出精確?????合理的推斷。

結構損傷識別主要包括四方面的內(nèi)容:

(1)結構損傷的發(fā)覺；

(2)結構損傷的定位；

(3)結構損傷程度的判定；

(4)結構剩余壽命的預測。

結構的損傷檢測技術分為局部損傷檢測法(LocalDamageDetectio)和整體檢測法(GlobalDamageDetection)兩大類。

2.1局部損傷檢測法

局部損傷檢測法，是指通過無損檢測技術對結構的某個構件或部位舉行檢測，以推斷這個被檢測構件或部位的損傷情況。對結構局部舉行檢測，例如焊縫的質(zhì)量、裂縫的位置等。

局部損傷檢測法，包括超聲波法、聲學法、紅外檢測、強度檢測法等。

超聲波檢測法是將放射探頭和接收探頭接觸結構的表面，接收探頭可以探測到超聲波的傳揚速度、頻率、振幅等聲學參數(shù)，當超聲波在介質(zhì)的傳揚中受到干擾，那么就可以利用這些參數(shù)對結構舉行損傷檢測。

聲放射損傷檢測法采納聲放射探頭將聲放射源放射的彈性波改變?yōu)殡娦盘?，然后舉行放大和處理，從而得到一些聲放射特征參數(shù)，按照這些參數(shù)即可推斷材料內(nèi)部特征或狀態(tài)。

紅外損傷檢測法的主要應用是對工程結構因損傷而導致的溫度變化舉行檢測。當物體內(nèi)部存在缺陷時，物體的熱傳導將轉(zhuǎn)變，使物體表面溫度分布發(fā)生變化。

局部損傷檢測法在土木工程領域的實際應用中存在無數(shù)問題：

適用于局部構件的檢測，對大型復雜結構的整體檢測受到限制，對于操作人員無法臨近或隱蔽的部位，無法舉行檢測。

儀器操需要具備專業(yè)的技術學問，儀器設備價格昂貴，造成了人力物力成本高。

檢測時光長，不適用于結構的實時在線健康監(jiān)測。

2.2整體損傷檢測法

整體損傷檢測法是利用結構的靜態(tài)參數(shù)和動態(tài)參數(shù)的轉(zhuǎn)變對結構舉行損傷識別。任何結構都可以看作是由剛度、質(zhì)量、阻尼矩陣等組成的力學系統(tǒng)，結構一旦浮現(xiàn)損傷，結構參數(shù)也隨之發(fā)生轉(zhuǎn)變，從而導致系統(tǒng)的靜態(tài)參數(shù)及動態(tài)參數(shù)(頻率、柔度、振型等)發(fā)生轉(zhuǎn)變，因此可以通過結構參數(shù)的轉(zhuǎn)變來舉行損傷識別。

整體損傷檢測法又分為基于靜態(tài)測量數(shù)據(jù)的損傷識別法和基于動態(tài)測量數(shù)據(jù)的損傷識別法。

結構的靜態(tài)參數(shù)主要有剛度、位移、應變、材料的彈性模量、截面面積等。結構發(fā)生損傷時會引起結構剛度的變化，從而引起結構的位移、應變等參數(shù)變化?；陟o態(tài)測量數(shù)據(jù)的損傷識別辦法是利用對結構的位移、應變等的測量，直接或間接地推斷結構的損傷識別。

基于動態(tài)測量數(shù)據(jù)的結構損傷識別辦法是運用動態(tài)測量數(shù)據(jù)得到結構動力特性的變化來對損傷舉行識別。

基于動態(tài)測量數(shù)據(jù)的結構損傷識別通過環(huán)境激勵引起的結構振動來對結構舉行檢測。模態(tài)參數(shù)是結構物理特征的函數(shù)，只要結構系統(tǒng)的物理特性發(fā)生轉(zhuǎn)變，必定會導致模態(tài)特性的轉(zhuǎn)變，將結構系統(tǒng)的實測模態(tài)特征與健康結構的模態(tài)特性舉行比較，來推斷結構是否發(fā)生損傷。

3進展與展望

健康監(jiān)測技術因為其廣泛的應用潛力近年來引起了極大的關注。

需要進一步討論的問題有：

實測數(shù)據(jù)海量、部分重要信息不完整：土木工程結構通常體積巨大、型式復雜，受現(xiàn)場條件和測試儀器的限制，普通只對有限關鍵性的反映結構狀態(tài)的特征參量舉行監(jiān)測，并且測點數(shù)量有限使得信息不完整。

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