壓電混凝土基礎(chǔ)設(shè)施健康安全主動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)的基礎(chǔ)研究.pdf

1、隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和西部大開發(fā)的進(jìn)行，基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)取得了巨大成就。道路橋梁在西部的不斷拓展，出現(xiàn)了大型復(fù)雜邊坡以及形式與功能的日趨復(fù)雜化的大跨度橋梁設(shè)計(jì)。邊坡、橋梁監(jiān)測(cè)這項(xiàng)技術(shù)更成為國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界、工程界的研究焦點(diǎn)。但是由于目前監(jiān)測(cè)手段的不足，重大事故還是頻頻發(fā)生。 本碩士學(xué)位論文來(lái)源于重慶市“十五”攻關(guān)項(xiàng)目《壓電式基礎(chǔ)設(shè)施健康安全主動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)》，這是一種具有實(shí)時(shí)、在線、無(wú)損、分布式特性的監(jiān)測(cè)技術(shù)，其目的在于為基礎(chǔ)設(shè)施工程結(jié)

2、構(gòu)監(jiān)測(cè)提供一種嶄新的，而又切實(shí)可行、可靠的工程方法和儀器系統(tǒng)。我們?cè)谶M(jìn)行該項(xiàng)課題研究過程中，根據(jù)壓電陶瓷片在混凝土中實(shí)際工況，結(jié)合實(shí)驗(yàn)提出了本學(xué)位論文的研究題目、內(nèi)容及思路，是面向應(yīng)用的基礎(chǔ)理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的課題。 論文涉及了力學(xué)、聲學(xué)、壓電傳感技術(shù)等多種專業(yè)學(xué)科的知識(shí)，通過前期理論探討，以求證壓電無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在混凝土基礎(chǔ)設(shè)施中應(yīng)用的可行性。 在壓電陶瓷無(wú)損監(jiān)測(cè)技術(shù)研究中，壓電陶瓷傳感器振動(dòng)行為分析是關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。本文著

3、重研究了在混凝土約束條件下壓電陶瓷片的樣本模型，在此基礎(chǔ)上通過理論探討和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析，認(rèn)為埋置于混凝土中的壓電陶瓷片是符合彈性力學(xué)中克?；舴蛴嘘P(guān)薄板理論的假設(shè)，是屬于薄板振動(dòng)問題，并確定了其邊界約束條件。而后采用一種簡(jiǎn)單的附加荷載法，即認(rèn)為壓電陶瓷層對(duì)薄圓板的激勵(lì)可以視為一均布周期激振力作用于周邊固定的薄銅片上，迫使其作周期性振動(dòng)，較好地解決了此類壓電陶瓷片的壓電耦合問題。同時(shí)，通過對(duì)大型通用有限元軟件ANSYS6.1的研究，。找到了其

4、單元庫(kù)中可以處理壓電場(chǎng)與結(jié)構(gòu)場(chǎng)三維空間耦合的SOLIDE5單元，并試圖利用大型通用有限元分析軟件ANSYS對(duì)簡(jiǎn)化了的在混凝土約束條件下壓電陶瓷的壓電耦合變形進(jìn)行模擬分析，為今后進(jìn)一步研究壓電陶瓷在混凝土的聲發(fā)射和聲接收技術(shù)以及混凝土基礎(chǔ)設(shè)施狀態(tài)監(jiān)測(cè)方面打下基礎(chǔ)。 在定性方面，根據(jù)混凝土中聲波傳輸?shù)哪芎囊约盎炷林辛芽p對(duì)振幅和相位影響，本文提出了一種相位振幅分析法。試圖利用這種方法，對(duì)埋置于混凝土中的壓電陶瓷片的聲發(fā)射和聲接收波譜