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利用光纤光栅测量沥青路面结构应力—应变场
| 论文题名： | 利用光纤光栅测量沥青路面结构应力—应变场 |
| 关键词： | 光纤光栅传感器;沥青路面;应变场;结构应力 |
| 摘要： | 沥青混凝土以其独特的性能成为中国高速公路和高等级公路路面结构构成的主要形式之一。随着交通荷载的持续增加，路面结构随之产生了很多早期病害，这就需要分析沥青路面早期损害的产生机理及其发展规律，并要对沥青路面的结构进行分析和研究。目前对路面结构行为研究主要依靠检测路表面和切开路面结构的方法，这种方法耗时，费力，对路面结构连续性造成破坏，不能对路面结构进行长期动态监测。光纤光栅传感技术的不断成熟和发展，为监测沥青路面结构内部力学性能和追踪其环境指标提供了一种新方法。 本文利用专门设计的光纤光栅传感器来实现对沥青路面结构内部应变场的动态监测，分析结果可以为沥青路面结构设计提供一定的参考依据。 本文利用土工格栅与土体变形协调的良好性能制作了可用于路面结构监测的光纤光栅应变传感器。并通过室内试验对该传感器进行了标定，结果表明传感器的灵敏度为1.04 pm/με与裸光栅的灵敏度相近，满足沥青路面结构检测的精度要求。随后将该传感器埋设于大连湾疏港路高速路试验现场，埋设过程随路面施工进度分步进行，分层埋设，并加以保护，工程竣工之后对试验路段进行检测。 试验过程采取相同载重不同车速的加载模式，利用光纤光栅传感器所测数据分析不同荷载速度作用下的沥青路面结构内部的应变响应，并利用ABAQUS有限元软件建立模型分析得到同等条件下的数值解，与试验现场采集数据的分析结果进行对比，结果表明实测数据与有限元模拟数据有很好的相关性。 试验结果表明该光纤光栅传感器的使用性能良好，满足沥青路面结构检测的需要，同时也为用于路面结构检测的光纤光栅传感器制作时的选材提供了一定的参考依据。本文利用光纤光栅传感器量测的实测数据和分析结果与很多学者的研究结论相仿，结论不仅对沥青路面结构设计具有一定的参考价值，也为道路的养护和决策提供了一种新方法。 |
| 作者： | 王建坤 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 钟阳 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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