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《水工結(jié)構(gòu)健康光纖感測(cè)理論與技術(shù)》是一部聚焦水工混凝土與土石結(jié)構(gòu)服役健康的光纖感測(cè)理論與技術(shù)方面的專著，總結(jié)了作者及其團(tuán)隊(duì)十余年的研究成果。《水工結(jié)構(gòu)健康光纖感測(cè)理論與技術(shù)》共分八章，系統(tǒng)地介紹了結(jié)構(gòu)健康光纖感測(cè)的基礎(chǔ)知識(shí)，水工混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)變、裂縫、鋼筋銹蝕狀況光纖感測(cè)理論與技術(shù)，以及土石堤壩滲流、沉降光纖感測(cè)理論與技術(shù)及其開展的試驗(yàn)和應(yīng)用案例。

目錄
前言
第1章結(jié)構(gòu)健康光纖感測(cè)的基礎(chǔ)知識(shí)1
1.1光纖的基本結(jié)構(gòu)與特性.1
1.1.1光纖的基本結(jié)構(gòu)與分類1
1.1.2光纖的重要特征參量3
1.1.3光纖的傳輸特性3
1.1.4光纖的損耗特性5
1.1.5光纖的散射特性5
1.2傳感光纖解調(diào)與定位原理7
1.2.1傳感光纖解調(diào)原理7
1.2.2光纖傳感定位原理11
1.3光纖感測(cè)系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)11
1.4水工結(jié)構(gòu)健康光纖感測(cè)研究及其應(yīng)用13
1.4.1應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)14
1.4.2溫度監(jiān)測(cè)15
1.4.3裂縫監(jiān)測(cè)16
1.4.4滲流滲漏監(jiān)測(cè)17
1.4.5發(fā)展趨勢(shì)18
第2章水工混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)變光纖感測(cè)理論與技術(shù)20
2.1光纖混凝土復(fù)合體應(yīng)變傳遞模型20
2.1.1表貼式光纖混凝土基體應(yīng)變傳遞模型20
2.1.2埋入式光纖混凝土基體應(yīng)變傳遞模型23
2.1.3應(yīng)變傳遞模型的數(shù)值模擬驗(yàn)證.26
2.2水工混凝土結(jié)構(gòu)準(zhǔn)分布式光纖應(yīng)變感測(cè).30
2.2.1光纖光柵應(yīng)變感測(cè)基本原理30
2.2.2傳統(tǒng)長(zhǎng)標(biāo)距FBG應(yīng)變傳感器32
2.2.3新型長(zhǎng)標(biāo)距FBG應(yīng)變傳感器33
2.2.4長(zhǎng)標(biāo)距FBG應(yīng)變傳感器靈敏度系數(shù)標(biāo)定35
2.2.5長(zhǎng)標(biāo)距FBG應(yīng)變傳感器感測(cè)性能試驗(yàn)37
2.2.6基于長(zhǎng)標(biāo)距FBG的準(zhǔn)分布式應(yīng)變感測(cè)試驗(yàn)40
2.***混凝土結(jié)構(gòu)分布式光纖應(yīng)變感測(cè)43
2.3.1基于BOTDA的分布式光纖應(yīng)變感測(cè)43
2.3.2基于PPP-BOTDA的分布式光纖應(yīng)變感測(cè)46
2.3.3混凝土結(jié)構(gòu)分布式光纖應(yīng)變感測(cè)試驗(yàn)48
第3章水工混凝土結(jié)構(gòu)裂縫光纖感測(cè)理論與技術(shù)56
3.1傳感光纖的彎*損耗機(jī)制剖析56
3.1.1光纖的損耗類別56
3.1.2光纖彎*時(shí)光線傳輸特性57
3.1.3光纖的微彎損耗機(jī)理58
3.1.4光纖的宏彎損耗機(jī)理58
3.1.5基于彎*損耗的常規(guī)光纖傳感器.61
3.1.6彎*半徑對(duì)光損耗的影響分析.63
3.2基于OTDR的水工混凝土結(jié)構(gòu)裂縫感測(cè)68
3.2.1基于OTDR的水工混凝土結(jié)構(gòu)裂縫感測(cè)基本原理68
3.2.2基于OTDR的水工混凝土結(jié)構(gòu)裂縫感測(cè)用光纖網(wǎng)絡(luò)布設(shè)方式70
3.2.3基于OTDR的張拉式裂縫光纖感測(cè)試驗(yàn)74
3.2.4基于OTDR的混合式裂縫光纖感測(cè)試驗(yàn)81
3.3基于BOTDA的水工混凝土結(jié)構(gòu)裂縫感測(cè).89
3.3.1基于BOTDA的水工混凝土結(jié)構(gòu)裂縫感測(cè)精度影響因素分析89
3.3.2基于BOTDA的水工混凝土結(jié)構(gòu)裂縫感測(cè)用光纖網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化94
3.3.3基于BOTDA的混凝土結(jié)構(gòu)開裂定位試驗(yàn)100
3.3.4基于BOTDA的混凝土結(jié)構(gòu)裂縫開度監(jiān)測(cè)試驗(yàn)103
第4章水工混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋銹蝕狀況光纖感測(cè)理論與技術(shù)113
4.1水工混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋銹蝕狀況光纖感測(cè)基本原理113
4.1.1鋼筋銹蝕機(jī)理及應(yīng)變表現(xiàn)113
4.1.2鋼筋銹蝕狀況光纖傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)117
4.1.3螺旋纏繞式光纖傳感器感測(cè)模型118
4.1.4不同結(jié)構(gòu)型式光纖傳感器性能對(duì)比試驗(yàn).119
4.2水工混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋銹蝕狀況感測(cè)用光纖優(yōu)選.126
4.2.1螺旋纏繞式光纖傳感器初始損耗影響因素理論剖析126
4.2.2螺旋纏繞式光纖傳感器初始損耗影響因素試驗(yàn)分析130
4.2.3鋼筋銹蝕狀況感測(cè)用光纖優(yōu)選137
4.3基于螺旋纏繞式光纖傳感器的鋼筋銹蝕感測(cè)試驗(yàn)138
4.3.1試驗(yàn)?zāi)康?38
4.3.2鋼筋銹蝕加速方法139
4.3.3鋼筋混凝土試件制備與試驗(yàn)設(shè)備140
4.3.4試驗(yàn)過程141
4.3.5試驗(yàn)結(jié)果分析142
4.4實(shí)際工程鋼筋銹蝕狀況光纖感測(cè)方案設(shè)計(jì)研究.147
4.4.1鋼筋銹蝕感測(cè)光纖布設(shè)的基本原則147
4.4.2某水閘閘室結(jié)構(gòu)有限元數(shù)值計(jì)算分析.148
4.4.3某水閘閘室結(jié)構(gòu)鋼筋銹蝕光纖感測(cè)方案設(shè)計(jì)155
第5章土石堤壩滲流光纖感測(cè)基本理論與信號(hào)解譯方法157
5.1土石堤壩滲流分布式光纖感測(cè)基本原理157
5.1.1分布式光纖測(cè)溫的基本原理157
5.1.2土石堤壩溫度場(chǎng)與滲流場(chǎng)耦合分析159
5.1.3土石堤壩埋入式光纖傳熱特性161
5.1.4分布式光纖測(cè)滲的常見方式163
5.1.5土石堤壩滲流的光纖監(jiān)測(cè)理論模型164
5.1.6土石堤壩滲流的光纖監(jiān)測(cè)實(shí)用模型166
5.2土石堤壩滲流分布式光纖監(jiān)測(cè)模型試驗(yàn)驗(yàn)證169
5.2.1試驗(yàn)平臺(tái)169
5.2.2試驗(yàn)方案175
5.2.3模型堤防非飽和滲漏感知試驗(yàn)與結(jié)果分析177
5.2.4模型堤防飽和無滲流情況下滲漏感知試驗(yàn)與結(jié)果分析179
5.2.5模型堤防飽和滲流情況下滲漏感知試驗(yàn)與結(jié)果分析180
5.2.6模型堤防飽和非飽和接觸測(cè)滲試驗(yàn)與結(jié)果分析182
5.3土石堤壩光纖測(cè)滲信號(hào)解譯方法182
5.3.1基于盲源分離的土石堤壩光纖測(cè)滲信號(hào)解譯原理183
5.3.2土石堤壩光纖測(cè)滲信號(hào)的PCA-ICA解譯方法187
5.3.3基于PCA-ICA的土石堤壩光纖測(cè)滲信號(hào)盲源分離實(shí)現(xiàn)過程191
第6章土石堤壩滲流光纖感測(cè)效能大比尺測(cè)試試驗(yàn)195
6.1土石堤壩滲流光纖感測(cè)大比尺測(cè)試平臺(tái)設(shè)計(jì)與搭建195
6.1.1滲流系統(tǒng)196
6.1.2堤壩模型197
6.1.3測(cè)溫光纖鋪設(shè)方案與工藝199
6.2大比尺堤壩模型多種水力條件下光纖測(cè)滲試驗(yàn).203
6.2.1試驗(yàn)工況203
6.2.2自然狀態(tài)工況試驗(yàn)及結(jié)果分析204
6.2.3滲流形成過程工況試驗(yàn)及結(jié)果分析208
6.2.4變動(dòng)水位工況試驗(yàn)及結(jié)果分析215
6.2.5不同切向水流流速工況試驗(yàn)及結(jié)果分析.222
6.2.6不同降雨模式工況試驗(yàn)及結(jié)果分析231
6.3多種水力條件下大比尺堤壩模型光纖測(cè)滲信號(hào)辨識(shí)與解譯235
6.3.1變動(dòng)水位工況下光纖感測(cè)信號(hào)分析235
6.3.2不同切向水流工況下光纖感測(cè)信號(hào)分析.237
6.3.3不同降雨模式工況下光纖感測(cè)信號(hào)分析.239
6.3.4綜合分析240
第7章土石堤壩滲流光纖感測(cè)工程實(shí)用化技術(shù)242
7.1土石堤壩分布式測(cè)滲光纖部署方式優(yōu)化242
7.1.1基于物理傳熱模型的土石堤壩測(cè)滲光纖部署方式研究242
7.1.2基于網(wǎng)格理論的土石堤壩測(cè)滲光纖系統(tǒng)部署方式研究248
7.2土石堤壩浸潤(rùn)面(線)分布式光纖感測(cè)方法261
7.2.1重心Lagrange插值.262
7.2.2土石堤壩浸潤(rùn)線確定的無網(wǎng)格重心插值配點(diǎn)法264
7.2.3算例驗(yàn)證267
7.3土石堤壩滲流分布式光纖感測(cè)實(shí)際工程案例268
7.3.1某面板堆石壩光纖測(cè)滲案例268
7.3.2某堤防工程浸潤(rùn)線光纖監(jiān)測(cè)案例273
第8章土石堤壩沉降光纖感測(cè)裝置與技術(shù)278
8.1光纖沉降感測(cè)技術(shù)分類與傳統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法278
8.1.1沉降監(jiān)測(cè)光纖感測(cè)技術(shù)分類278
8.1.2光纖位移傳感器設(shè)計(jì)模式279
8.1.3光纖沉降感測(cè)典型實(shí)現(xiàn)方式280
8.2蝴蝶型光纖傳感器研制與性能測(cè)試283
8.2.1蝴蝶型光纖傳感器設(shè)計(jì)283
8.2.2蝴蝶型光纖傳感器性能測(cè)試試驗(yàn)284
8.2.3試驗(yàn)結(jié)果分析285
8.3不均勻沉降復(fù)合光纖監(jiān)測(cè)裝置與性能測(cè)試287
8.3.1復(fù)合光纖監(jiān)測(cè)裝置設(shè)計(jì)287
8.3.2復(fù)合光纖監(jiān)測(cè)裝置工作原理287
8.3.3復(fù)合光纖裝置抗彎性能分析288
8.3.4復(fù)合光纖監(jiān)測(cè)裝置抗彎試驗(yàn)290
8.4土石堤壩不均勻沉降光纖感測(cè)模型試驗(yàn)293
參考文獻(xiàn)296