纖維水泥基復(fù)合材料傳感器受彎機(jī)敏性研究.pdf

1、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測（Structural Health Monitoring，簡稱SHM）對評估混凝土結(jié)構(gòu)安全十分重要。目前，傳統(tǒng)的健康監(jiān)測傳感器包括電阻應(yīng)變片、壓電陶瓷、光纖傳感器和形狀記憶合金等，但這些傳感器在實(shí)際工程監(jiān)測中仍存在一些不足之處。近年來，具有自感應(yīng)能力的纖維水泥基復(fù)合材料（Fiber Cement-based Composite Materials，簡稱FCCM）得到廣泛的關(guān)注和研究，本文主要研究了FCCM制作成的纖維水泥基

2、復(fù)合材料傳感器（Fiber Cement-based Composite Sensor，簡稱FCCS）。目前，對FCCS在拉、壓應(yīng)力下（彈性階段）的自感應(yīng)能力已經(jīng)進(jìn)行了充分的研究;可在受彎情況下，特別是關(guān)于FCCS開裂后的自感應(yīng)研究還很少。本文研究了單個(gè)自由FCCS受彎全過程的機(jī)敏性和埋入鋼筋混凝土梁中的FCCS受彎機(jī)敏性能，主要工作總結(jié)如下:
　　(1)研究了單摻、復(fù)摻和三摻導(dǎo)電相材料的FCCS受彎機(jī)敏性。試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)達(dá)到開

3、裂荷載時(shí)，F(xiàn)CCS的承載力突然下降，電阻變化率也隨之迅速上升，表現(xiàn)出較好的力電機(jī)敏性。
　　(2) FCCS電阻變化率（Fractional Change in Resistance，簡稱FCR）隨著裂縫張開位移（Crack Opening Displacement，簡稱COD）的增大而增大，可用一次函數(shù)擬合且擬合效果較好;擬合直線在縱軸上的截距一定程度上可以表示FCCS開裂時(shí)承載力的降低幅度;擬合直線的斜率表示裂縫監(jiān)測的靈敏度。

4、
　　(3) FCCS的電阻變化率隨著底部應(yīng)變的變大而變大，隨著跨中撓度的增大而增大，這兩種關(guān)系都可用一次函數(shù)擬合且擬合效果較好。
　　(4)埋入鋼筋混凝土梁中的FCCS電阻變化率隨著梁底應(yīng)變的增大而增大，隨著梁底部裂縫張開位移的增大而增大，隨著梁跨中撓度的增大而增大，這三種關(guān)系都可用一次函數(shù)擬合且擬合效果較好。
　　(5)綜上可知，將FCCS埋入鋼筋混凝土梁中，通過FCCS電阻的變化可以對梁開裂前的梁底應(yīng)變、梁開裂后