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结构监测光纤传感技术与应用

本书以监测系统实施的全流程指南为主线,从参数、原理和工程实例方面对光纤传感系统在结构监测领域应用提出科学指导,针对常见结构及其典型监测参数进行了示例说明。该书主要内容为:通过在全球数百个工程应用中已被证明有效的技术,提出了一种通用的结构健康监测方法及体系;讨论了该技术在典型结构中的应用,包括建筑、桥梁、大坝、隧道和管道等基础设施;提出了工程示范案例,描述了在应用过程中出现的主要技术问题及其解决方案;提供典型监测参量(包括变形、应变、旋转角和位移等)及相应的传感器安装布设方案和技术建议;确定了根据结构及材料参数解析监测数据的方法,阐述了数据分析模型及原理,为后期决策提供支撑。
本书是土木工程、结构工程、岩土工程和仪器仪表科学的交叉学科,为指导相关工程实践应用提供了系统性、理论性的指导,同时还对土木工程、结构工程及仪器仪表科学等专业的教学实践具有重要意义。

封面
书名页
版权页
序
前言
目录
第1章 结构健康监测导论
 1.1 结构健康监测基本原理、需求和效益
  1.1.1 结构健康监测简介
  1.1.2 基本原理
  1.1.3 需求和收益
  1.1.4 全寿命周期监测
 1.2 结构健康监测流程
  1.2.1 核心工作
  1.2.2 执行机构
 1.3 结构健康监测项目工程实例
第2章 光纤传感器
 2.1 光纤技术的简介
 2.2 光纤传感技术
  2.2.1 光纤结构监测(SOFO)干涉传感器
  2.2.2 法布里-珀罗干涉传感器
  2.2.3 光纤布拉格光栅传感器
  2.2.4 分布式布里渊和拉曼散射传感器
 2.3 传感器封装
 2.4 分布式传感光缆
  2.4.1 分布式传感光缆简介
  2.4.2 温度传感光缆
  2.4.3 应变传感智能贴带(SMARTape)
  2.4.4 综合应变及温度的智能传感(SMARTprofile)
 2.5 软件和系统集成
 2.6 光纤传感器的应用前景
第3章 光纤应变传感器:测量的适用性及解析
 3.1 应变分量和应变时间推演
  3.1.1 基本原理
  3.1.2 弹性和塑性结构应变
  3.1.3 热应变
  3.1.4 蠕变
  3.1.5 收缩
  3.1.6 基准时间和基准读数
 3.2 传感器的标距长度及测量技术
  3.2.1 标距长度及测量技术简介
  3.2.2 变形传感器测量
  3.2.3 全局结构监测:基本概念
  3.2.4 应变分布对传感器测量的依赖性:最大标距长度
  3.2.5 不均匀材料的传感器测量(最小标距长度)
  3.2.6 传感器标距长度选取基本原理
  3.2.7 分布式应变传感器测量
 3.3 应变测量解析
  3.3.1 应变测量解析简介
  3.3.2 误差来源和异常结构状态检测
  3.3.3 从总应变测量中确定应变分量和应力
  3.3.4 应变测量解析及实例
第4章 传感器拓扑结构:全局监测参数
 4.1 结构健康监测有限元分析技术
 4.2 简单拓扑结构和应用
  4.2.1 简单拓扑结构基本概念
  4.2.2 级联简单拓扑结构
  4.2.3 级联简单拓扑结构应用实例
  4.2.4 散布式简单拓扑结构
  4.2.5 散布式简单拓扑结构应用实例
 4.3 并联拓扑结构
  4.3.1 并联拓扑结构基本概念:单轴弯曲
  4.3.2 并联拓扑结构基本概念:双轴弯曲
  4.3.3 变形形状和位移图
  4.3.4 并联拓扑结构应用实例
 4.4 交叉拓扑结构
  4.4.1 平面交叉拓扑结构基本概念
  4.4.2 空间交叉拓扑结构基本概念
  4.4.3 交叉拓扑结构应用实例
 4.5 三角形拓扑结构
  4.5.1 三角形拓扑结构基本概念
  4.5.2 散布式和展布式三角形拓扑结构
  4.5.3 监测两个区块间平面相对运动
  4.5.4 三角形拓扑结构应用示例
第5章 有限元结构健康监测策略和应用实例
 5.1 有限元结构健康监测简介
 5.2 桩基结构监测
  5.2.1 单桩结构监测
  5.2.2 桩组结构监测
  5.2.3 基础板结构监测
  5.2.4 桩基结构监测工程实例
 5.3 建筑结构监测
  5.3.1 建筑结构构件监测
  5.3.2 柱结构监测
  5.3.3 核心结构监测
  5.3.4 框、板、墙结构监测
  5.3.5 全局建筑结构监测
  5.3.6 建筑结构监测工程实例
 5.4 桥梁结构监测
  5.4.1 桥梁结构监测简介
  5.4.2 简单梁桥结构监测
  5.4.3 简单梁桥结构监测工程实例
  5.4.4 连续梁桥结构监测
  5.4.5 连续梁桥结构监测工程实例
  5.4.6 悬臂梁桥结构监测
  5.4.7 悬臂梁桥结构监测工程实例
  5.4.8 拱桥结构监测
  5.4.9 拱桥结构监测工程实例
  5.4.10 斜拉桥结构监测
  5.4.11 斜拉桥结构监测工程实例
  5.4.12 悬索桥结构监测
  5.4.13 桥梁完整性监测
  5.4.14 桥梁完整性监测工程实例
 5.5 大坝结构监测
  5.5.1 大坝结构监测简介
  5.5.2 拱坝结构监测
  5.5.3 拱坝结构监测工程实例
  5.5.4 重力坝结构监测
  5.5.5 重力坝结构监测工程实例
  5.5.6 堤坝(土石坝)结构监测
  5.5.7 堤坝结构监测工程实例
 5.6 隧道结构监测
  5.6.1 隧道结构监测简介
  5.6.2 截面收敛监测
  5.6.3 截面收敛监测工程实例
  5.6.4 应变和变形监测
  5.6.5 变形监测工程实例
  5.6.6 其他参数和隧道完整性监测
 5.7 文物建筑结构监测
  5.7.1 文物建筑结构监测简介
  5.7.2 瑞士甘德里亚圣维吉利奥教堂结构监测
  5.7.3 意大利蒙扎皇家别墅结构监测
  5.7.4 俄罗斯莫斯科河大桥结构监测
 5.8 管道结构监测
  5.8.1 管道结构监测简介
  5.8.2 管道结构监测系统
  5.8.3 管道结构监测工程实例
  5.8.4 结论
第6章 光纤传感器在结构监测领域的应用与前景
 6.1 光纤传感器在结构监测领域的应用
 6.2 光纤传感器在结构监测领域的前景
参考文献
封底

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