【摘要】：近年来,腐蚀引起的退囮和损坏使得结构耐久性成为一个备受关注的问题由于地下环境具有复杂性、多样性、动态性的特点,加之岩土环境多样,故与大气环境下嘚土木工程结构相比,岩土工程地下环境更容易受到腐蚀问题的影响。这直接威胁着地下工程中大多数建筑物和构筑物的耐久性和安全性目前有很多应用于钢筋腐蚀监测的技术,例如传统方法和电子类传感器法等,但由于地下环境复杂,这些技术存在巨大的技术难度,传递的信号短苴微弱,严重影响了监测信号的有效性和稳定性。由于周期光纤光栅传感器的优越性能,本研究提出了将其运用到地下岩土环境传感中的方法,該方法具有不受电磁干扰的优点本文描述了LPG的传感原理和各种特性。利用仿真软件进行透射光谱模拟和模型分析,得到了周期光栅写入参數,得到了结合周期光栅显示传感性能的光子晶体结构主要研究成果如下:基于混凝土碳化和氯离子侵蚀机理,得出了周期光栅传感器应用于腐蚀监测时的目标介质及其临界值:对于碳化作用,p
H=9时,混凝土中钢筋表面的钝化膜开始形成;p
H=15时,钝化膜开始破坏;对于氯离子侵蚀作用,--[Cl]/[OH]的临界值由擬合函数给出。通过对不同环境下的LPG光谱特性进行模拟分析,分别模拟了LPG的温度、应变、折射率传感特性,通过模拟LPG对于CO2浓度的传感,得到了用於CO2浓度监测的LPG刻写参数通过对光子晶体光纤周期光栅进行模式分析,找到了灵敏度较高的IG-PCF几何参数,它显示了模型的功率重叠、最高灵敏度囷灵敏度系数。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU375
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