在混凝土中使用内在电容和电阻进行负载和变形的自传感
1Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, Smart Materials Laboratory , Bursa Uludag University, Bursa, Turkey. muratozturk@uludag.edu.tr.
这项研究表明,混凝土中的电容和电阻可以在没有额外的传感器的情况下监测应力和变形. 电容性跟踪弹性变化,而电阻可以检测损伤,从而实现非破坏性的结构健康监测.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 土木工程 土木工程是指土木工程.
- 电气工程 电气工程
背景情况:
- 传统的结构健康监测依赖于外部传感器,这可能是昂贵的,容易发生故障.
- 对于先进的基础设施系统来说,开发混凝土材料中的内在传感能力至关重要.
研究的目的:
- 研究普通和钢筋混凝土的机电行为和自我传感能力.
- 评估电容和电阻作为应力和变形的非破坏性指标.
主要方法:
- 准备的平板和钢筋混凝土梁具有标准的混合比例.
- 进行三点曲测试,同时测量2kHz的实时电容和电阻.
- 分析了机械负荷,偏移,裂传播和电参数变化之间的相关性.
主要成果:
- 非钢筋混凝土在负载和电容和电阻的分数变化之间显示出强烈的线性相关性 (R2>0.98).
- 钢筋混凝土表现出更高的电容 (8.89% ± 0.13) 和电阻 (10.62% ± 1.48) 的变化.
- 电容与偏移有很好的相关性 (R2 = 0.97 ± 0.02),而电阻则表明裂传播具有更多的信号波动.
结论:
- 电容作为一个稳定的指标,用于混凝土结构中的弹性变形.
- 电阻作为损坏的敏感指标,如裂传播.
- 拟议的电气测量技术为智能基础设施提供连续的,非破坏性的损坏检测和变形跟踪.
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