1、對重大工程結構的結構性能進行實時地監(jiān)測和診斷，及時地發(fā)現(xiàn)結構的損傷，并評估其安全性，預測結構的性能變化和剩余壽命并做出維護決定，對提高工程結構的運營效率，保障人民生命財產(chǎn)安全具有極其重大的意義。結構健康監(jiān)測系統(tǒng)可以實時采集反應結構服役狀況的相關數(shù)據(jù)，采用一定的損傷識別算法判斷損傷的位置與程度，及時有效地評估結構的安全性，預測結構的性能變化并對突發(fā)事件進行預警，是近年來國際學術研究的熱點問題之一。在結構健康監(jiān)測系統(tǒng)中，作為其基礎的傳感器系

2、統(tǒng)是整個系統(tǒng)的關鍵組成部分，傳感器系統(tǒng)的好壞直接關系整個監(jiān)測系統(tǒng)的準確性和可靠性。在土木結構健康監(jiān)測領域，光纖光柵傳感器已成為應用前景最好的核心傳感元件之一。相對傳統(tǒng)傳感器而言，光纖光柵傳感器具有體積小、重量輕、可埋入結構、可重復使用、無電磁干擾等優(yōu)點。本文介紹了自行研制的各種光纖光柵傳感器和其傳感特性以及光纖光柵傳感器在各種土木工程模型試驗與實際工程中的應用。主要研究內(nèi)容及結果如下：
　　 第一章為緒論。介紹了結構健康監(jiān)測的概

3、念、意義及系統(tǒng)組成。重點介紹了在作為整個系統(tǒng)的基礎--傳感器系統(tǒng)中，光纖光柵傳感器所具備的優(yōu)勢及其發(fā)展現(xiàn)狀，介紹了用于測量各種物理量的光纖光柵傳感器，并引出本文的研究方向及內(nèi)容。
　　 第二章主要描述了光纖光柵冰力、應變和溫度傳感器的設計以及傳感特性研究。介紹了根據(jù)裸光纖光柵對于應變的靈敏度系數(shù)遠遠高于壓力的靈敏度系數(shù)的特點設計的，可直接測量冰力的光纖光柵冰力傳感器，并對該傳感器的溫度補償和偏心受壓影響第消除提出了相應的改進方案

4、。針對模型試驗提出一種微型光纖光柵應變傳感器，對傳感器進行標定試驗和疲勞試驗，考察了傳感器的工作性能和在長期循環(huán)荷載作用下的工作穩(wěn)定性和可靠性。對現(xiàn)有的光纖光柵溫度傳感器的封裝工藝進行了改進，用于降低傳感器的封裝難度及封裝過程對裸光纖光柵的損壞率，并對其進行溫度、應變標定對比試驗，得到該種傳感器的應變靈敏度系數(shù)。
　　 第三章主要內(nèi)容是光纖光柵傳感器冰力傳感器和微型光纖光柵應變傳感器在模型試驗中的應用。在冰激橋墩振動模型試驗中，

5、光纖光柵冰力傳感器成功監(jiān)測了橋墩在不同冰速撞擊下受到的冰力，試驗證明這種光纖光柵傳感器靈敏度高、可靠性好、對結構自身的影響小，可直接測量冰的撞擊力，適合于模型試驗中的冰力監(jiān)測。在大壩模型試驗中，微型光纖光柵應變傳感器成功監(jiān)測了大壩模型內(nèi)部的變形、壩體內(nèi)部的裂縫發(fā)展以及布設鋼筋對大壩的影響情況等。試驗證明，該傳感器埋入結構中能很好地與大壩結合，可以較早的監(jiān)測到模型內(nèi)部的開裂情況，且存活率高、安裝靈活可重復使用，適用于大壩模型試驗的內(nèi)部變形