基于光纤光栅的混凝土中钢筋腐蚀智能监测技术研究

基于钢筋腐蚀膨胀和光纤光栅传感机理，研究可永久埋设的混凝土中钢筋腐蚀传感器结构构造。应用有限元方法，同时考虑铁锈体积增大和弹性模量降低，数值模拟钢筋腐蚀传感器工作过程，建立传感器响应与钢筋腐蚀率的理论关系；进行快速腐蚀试验，应用数理统计方法，修正有限元数值模拟结果，最终建立传感器响应与钢筋腐蚀率的定量关系。研究传感器中钢筋周围环境与实际结构中钢筋周围环境的相似性，提出钢筋腐蚀传感器的封装方法。通过荷载补偿方法,解决腐蚀膨胀和荷载对光栅的交叉敏感问题。将相邻传感器间距和传感器单价作为设计变量,构造传感器系统成本和性能（钢筋腐蚀率的离散性）两个目标函数，应用多目标优化理论，建立钢筋腐蚀传感器的优化布置模型。.本项目成果将有助于海工混凝土中钢筋腐蚀光纤光栅传感器的设计和应用，促进海工混凝土结构中钢筋腐蚀智能监测技术的发展。