混凝土裂纹标距自适应监测方法

摘要

本发明公开了一种基于分布式应变传感阵列的混凝土裂纹标距自适应监测方法，以分布式应变感知元件的并行布设为基础，通过混凝土基体内部或表面的应变传感阵列和应变解调设备测得恒定荷载条件下的应变数据，应用标距自适应算法对其进行分析处理，得到的当前最小标距作为损伤区域、所测应变表征裂纹损伤程度。本发明不同于固定标距的应变监测，聚焦应变监测的测量标距可按厘米到米级定制的特点，在进行损伤诊断的同时，通过应变数据本身去判断裂纹损伤是否发生跨标距的演化，使当前最小标距适应变化了的损伤热点区域。本发明利用测试稳定且精度较高的静态应变数据，并且无须已知荷载和数值模型，适合在线实时监测。

主权项

一种混凝土裂纹标距自适应监测方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，在混凝土基体上并行布设光纤和同轴电缆分布式的应变传感探头，设定不同测量标距，构成m级测量标距的应变传感阵列；第二步，对当前所有1到m级测量标距排列组合，构建n个标距序列采用上述应变传感探头与相应解调设备测得恒载作用下混凝土基体的静态应变数据所述的静态应变数据为多次测试各标距序列得到的平均值；第三步，由是否测得静态应变数据判断对应测量标距的应变传感探头是否损坏，若未测得静态应变数据则应变传感探头损坏，重复第二步；若测得静态应变数据则应变传感探头没有损坏，进行下一步；第四步，对于每个标距序列以测量标距的标距长度L_i为横轴，以测量标距对应的变形量ΔL_i为纵轴，建立平面直角坐标系，作多段线L_i‑ΔL_i；第五步，以每个标距序列所测的混凝土基体健康状态下的多段线L_i‑ΔL_i为基准，根据每个标距序列的多段线L_i‑ΔL_i是否上移判断裂纹损伤是否发生，若L_i‑ΔL_i未发生上移，重复第四步；若L_i‑ΔL_i发生上移，则多段线对应的标距序列所测的混凝土基体发生损伤，由发生损伤的标距序列中的最小标距确定裂纹损伤区域及数量，进行下一步；第六步，在发生上移的多段线L_i‑ΔL_i中，若不同级别测量标距对应的上移量不同，则该标距序列所测的混凝土基体的裂纹损伤发生跨标距演化；6.1在该多段线L_i‑ΔL_i之中，某一级别测量标距之后所有标距对应的上移量大于该级标距之前所有标距对应的上移量，选择该级别测量标距为该多段线L_i‑ΔL_i相应标距序列的当前最小标距；6.2在第五步所有发生损伤的标距序列的各损伤区域中，重复步骤6.1能够得到多个当前最小标距，选择具有最小标距长度的当前最小标距为该损伤区域的当前最小标距；6.3若确定各损伤区域的当前最小标距，则排除该标距序列中标距长度小于当前最小标距的所有标距，重复第二步至第五步；第七步，在发生上移的多段线L_i‑ΔL_i中，不同级别测量标距对应的上移量相同，则将每个发生损伤的标距序列中的当前最小标距作为损伤区域，上测得的应变数据用来表征裂纹损伤程度，输出诊断结果。