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基于光纤光栅的嵌入式混凝土结构健康监测技术

一、引言

光纤布拉格光栅(FBG)传感器因其抗电磁干扰、耐腐蚀、体积小等优点,已被广泛应用于桥梁、隧道、大坝等混凝土结构的长期健康监测。近年来,随着智能建材与结构集成技术的发展,嵌入式FBG传感器网络成为研究热点。本文将介绍其关键技术与工程实践。


二、核心技术流程

传感器封装与埋设工艺

设计抗压、防潮封装结构,适配混凝土浇筑环境。

多通道解调与数据采集系统

同时采集多个FBG波长信号,实现实时监测。

应变-温度解耦与损伤识别算法

基于机器学习模型分离温度影响,识别裂缝与变形。


三、典型应用场景

桥梁拉索与梁体应力监测

长期跟踪荷载变化与结构退化趋势。

地铁盾构隧道衬砌变形检测

实时感知围岩压力与结构安全状态。

高层建筑沉降与温度应力监测

预警因温差引起的开裂与变形。


四、未来发展方向

无线传感节点与自供电技术

推动无源、低功耗监测系统的部署。

数字孪生融合监测平台

构建结构全生命周期健康档案与预测模型。


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