1 研究及实践概况

1．1 研究概况

近三十年来，随着控制工程的发展，多种驱动材料开始融入土木结构。利用自动控制机制，根据自诊断的结果，由耦合在结构中的驱动系统做出必要的反应，实现智能控制，达到智能土木结构的第三层次［1］。1978 年，加拿大 K．O．Hill等人［2］发现含锗光纤，观察到入射光和反射光在光纤内部形成干涉条纹能够导致纤芯折射率沿光纤轴线周期性变化，发现光纤中的光致光纤效应，并研制出世界上第一根Bragg光栅光纤。1989年，GMelt等人发明了紫外侧写入技术，不仅提高了光纤的写入效率而且可以通过变化两束相干光的夹角，改变Bragg光栅的周期，控制光纤Bragg波长。

1．2 光纤材料的实践概况

光纤材料的应用研究为土木工程领域注入了新的活力和内容，目前的应用研究集中以下方面的研究:

大型结构的应力、应变监测。对其施工及工作状态进行安全性评定的基础。利用光纤传感技术、形状记忆合金的电阻特性，压电材料的压电效应、半导体的压阻效应均可对土木结构的应力、应变实时在线监测。

裂缝探测。土木工程中大量采用钢筋混凝土结构，该类结构损伤的最初表现为混凝土开裂，裂缝可由外荷载或结构变形引起，也可能由混凝土结构内部徐变收缩导致。裂缝的出现不仅影响结构的外观与正常使用，而且严重时危及结构安全。因此，需要通过对裂缝出现位置、发生、发展监测后进行判断。

混凝土收缩应变监测。混凝土固化期间，不均匀的收缩应变是混凝土结构出现裂缝的主要原因之一，这种影响对大体积混凝土(如坝体、基础底板)较为严重，降低混凝土的整体性，削弱抗渗性能等。……