分布式传感技术在高强筋活性粉末混凝土裂缝监测中的应用研究

冯其瑞，王彦鹏，王怀锋

(中海油安全技术服务有限公司，天津300450)

在基建工程中，普通混凝土的强度、耐久性等性能已经无法满足工程建设需求，活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete，简称RPC)在强度、韧性、耐久性、抗压、抗折等方面性能优异，且拥有广阔的应用前景[1]。

2009年美国基础设施调研报告指出，影响桥梁安全指标和使用寿命的主要因素是混凝土开裂所带来的裂缝问题[2]。引发混凝土开裂的原因多种多样，主要分为材料固有属性和外界因素[3]。在制备、生产、施工、应用一系列过程中均存在潜在因素造成混凝土开裂。因此，为保证基建设施正常安全运营，监测混凝土裂缝是十分必要的。

分布式光纤传感技术采用同一根光纤测量并传输，经济成本低。同时，与传统点式传感器[4]相比，分布式光纤传感技术可实现时间连续和空间连续实时监测，有效解决裂缝时空随机产生的问题。不仅如此，在抗电磁、抗腐蚀、防水、耐久性、响应速度、灵敏度、传输频带、稳定性等方面，分布式光纤传感技术亦表现不俗[5]。因此，分布式传感技术由于其性能优异被引入结构健康监测领域[6]。詹浩东等[7]基于BOTDR原理采用分布式光纤监测栈桥的应力、应变情况。何斌等[8]采用分布式光纤进行混凝土面板挠度监测。杨杰等[9]设计了一种用于监测混凝土裂缝的光纤传感器，通过光损耗值判断裂缝情况。毛江鸿等[10]将分布式光纤布设在钢筋混凝土梁表面，采用最小空间分辨率为0.5 m的BOTDA监测混凝土梁裂缝开展情况。……