土木工程健康监测技术VIP专享VIP免费

浙江工业大学 土木工程健康监测技术的国内外研究进展 建筑工程学院 毛建飞 2 1 1 1 1 0 6 0 2 5 土木工程健康监测技术的国内外研究进展 重大土木工程结构，如水坝、桥梁、电厂、军事设施、高层建筑等，在遭受地震、洪水、飓风、爆炸等自然或人为灾害时的安全问题，与人民的生命财产息息相关，已经引起人们的广泛关注。上述重要结构在经历了极端灾害性事件后，立即对他们的健康状况做出评估是非常必要的，实时地监测和预报结构的性能，及时发现和估计结构内部损伤的位置和程度，预测结构的性能变化和剩余寿命并做出维护决定，合理疏散居民，对提高工程结构的运营效率，保障人民生命财产安全具有极其重大的意义。因此，结构的健康监测技术成为当前国内外研究的热点问题。 一、开展结构健康监测工作的意义 1.1结构健康监测的定义和内涵 结构健康监测( Stru ctu ral Health Monitoring，SHM)定义为：一种从营运状态的结构中获取并处理数据，评估结构的主要性能指标(如可靠性、耐久性等)的有效方法。它结合了无损检测(NDT)和结构特性分析(包括结构响应)，目的是为了诊断结构中是否有损伤发生，判断损伤的位置，评估损伤的程度以及损伤对结构将要造成的后果。总的来说，结构健康监测的基本内涵即是通过对结构结构状态的监控与评估，当出现严重异常状态时触发预警信号，为结构维护、维修与管理决策提供依据和指导。 1.2对设计和研究的推动意义 与传统的检测技术不同，结构健康监测不仅要求在测试上具有快速大容量的信息采集与通讯能力，而且力求对结构整体行为的实时监控和对结构状态的智能化评估。然而，结构健康监测不仅仅只是为了结构状态监控与评估。由于大型或复杂结构的力学和结构特点以及多变的实际环境，在设计阶段完全掌握和预测结构的力学特性和行为是非常困难的。结构理论分析常基于理想化的有限元离散模型，并且分析时常以很多假定条件为前提，这些往往与实际的真实条件不全相符．因此，通过健康监测所获得的实际结构的动静力行为来验证理论模型、计算假定具有重要意义。健康监测信息反馈于结构设计的更深远意义在于，结构设计方法与相应的规范标准等可能得以改进。 并且，对结构在各种使用条件和自然环境下的真实行为的理解以及对环境荷载的合理建模是将来实现“虚拟设计”的基础。还应看到，健康监测带来的将不仅是监测系统和对某特定结构设计的反思，它还可能并应该成为结构研究的“现场实验室”。同时，结构控...