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土木結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測解決方案

結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(Structural Health Monitoring,簡稱SHM)的定義就是利用現(xiàn)場的無損感測技術(shù),通過分析包括結(jié)構(gòu)響應(yīng)在內(nèi)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)特性,對結(jié)構(gòu)損傷的位置、程度進行調(diào)查分析,以檢測結(jié)構(gòu)損傷或退化。

大跨度、深基底、超高層等復雜建筑結(jié)構(gòu)隨著發(fā)展拔地而起,時至今日已有很多建筑面臨著老化失效問題,如何對老齡化建筑健康狀況檢測及正常運行建筑進行全方位監(jiān)測成為行業(yè)急需解決的問題。對建筑結(jié)構(gòu)狀況主動、實時、有效的健康監(jiān)測,有助于評估安全狀態(tài)評估和預(yù)測壽命,光纖傳感器作為一種新型傳感器,在復雜土木工程結(jié)構(gòu)中有不可替代的優(yōu)勢:

  1. 體積小、質(zhì)量輕、可曲繞;可埋混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部
  2. 耐腐蝕、耐高溫、耐輻射;可長期工作在惡劣環(huán)境中
  3. 抗電磁干擾、信號穩(wěn)定;測得結(jié)果真實可靠

高精度分布式光纖傳感系統(tǒng)(OSI)提供前所未有的空間分辨率,無盲區(qū)獲取各個位置的測試數(shù)據(jù),為應(yīng)變/溫度場提供可靠精準的數(shù)據(jù)。高速光纖光柵解調(diào)儀(FBGS)提供幾十K赫茲級采樣速度,捕捉瞬態(tài)的變化數(shù)據(jù)。微結(jié)構(gòu)光纖分布式聲波傳感系統(tǒng)(MS-DAS)提供幾十公里級測量長度,超高靈敏度和探測頻段,獲得分布式全方位振動信息。

土木結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測解決方案

結(jié)構(gòu)形變監(jiān)測/建筑結(jié)構(gòu)監(jiān)測

關(guān)鍵建筑結(jié)構(gòu)是整個建筑系統(tǒng)的核心,承擔著主要承重工作,如樁基、支持梁、承重柱等。關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件在特殊氣候和運營狀況下可能出現(xiàn)變形、位移、開裂等異常嚴重情況,這些損傷對整個建筑系統(tǒng)十分致命。對關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的健康狀態(tài)進行及時有效的監(jiān)測,根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)為建筑結(jié)構(gòu)維護維修和重大決策提供依據(jù)和指導,有效預(yù)防重大事故發(fā)生。

結(jié)構(gòu)形變監(jiān)測/建筑結(jié)構(gòu)監(jiān)測

裂縫識別預(yù)警

       混凝土結(jié)構(gòu)件的裂縫問題是土木工程建設(shè)和運營工程中難以避免的關(guān)鍵性問題,惡劣環(huán)境和外部荷載作用會使建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫,裂縫隨著時間推移會慢慢加深加寬,直至結(jié)構(gòu)破壞,裂縫的早期監(jiān)測可保證及時修繕,避免發(fā)生無法逆轉(zhuǎn)的損壞。分布式光纖傳感技術(shù)能精準定位裂縫位置和測量裂縫寬度,對評估混凝土結(jié)構(gòu)件的安全狀態(tài)具有重要意義。

裂縫識別預(yù)警

土體健康監(jiān)測

無論是修建交通設(shè)施、建蓋大型建筑還是預(yù)防自然災(zāi)害,都需要對土體基建性能和健康狀態(tài)進行研究,對土體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性的分析與評價成為土木工程中核心內(nèi)容。對復雜的土體結(jié)構(gòu)進行定性分析成為眾多學者不斷探索和研究方向,如何確保測試結(jié)果的時效性和準確性成為監(jiān)測難點。光纖作為新型傳感器有著耐腐蝕、抗電磁干擾、高靈敏等優(yōu)勢,用于土體健康監(jiān)測非常有優(yōu)勢。

土體健康監(jiān)測