基于PZT监测信号的混凝土微小损伤识别及其损伤演化研究

混凝土早期的微小损伤若未及时发现，会不断改变结构的强度与刚度，引发结构的累计损伤，从而导致结构的突发性失效，因此，及时准确地识别混凝土早期微弱和潜在的损伤，弄清损伤演化规律及其微损伤对力学性能的影响，具有重要的理论与应用价值。观察混凝土内部真实裂纹的产生、传播以及确定内部任意位置的微观应力场一直是混凝土结构工程领域一个难题。本项目利用压电陶瓷(PZT)电机耦合阻抗对结构微小损伤敏感、对外界环境影响免疫力强等特点，研究基于PZT监测信号的混凝土微损伤定量识别技术，并进一步通过试验研究获得在荷载或环境作用下混凝土损伤演化特征。结合测量获得的PZT阻抗信息和混凝土损伤力学理论，建立基于细观损伤的混凝土波谱有限元模型，以细观（微裂纹等）和宏观（应力等）试验数据为基础，运用建立的波谱有限元模型模拟混凝土细观损伤产生、发展以及与宏观力学性能的关系，为混凝土结构健康评估提供准确与可靠的依据。