胡显燕，宋金强 （湖北第二师范学院建筑与材料工程学院，湖北 武汉 430205）

1 概述

随着结构健康监测技术的快速发展，智能传感器越来越多地运用于土木工程结构的健康监测中，相对于一般的介质材料，压电陶瓷所具备的特殊性能即它的压电性能，压电性能的获得则是因为电场的极化作用，同时极化工程也使它具备了各向异性的特点，也就是其性能参数在不同的方向上具有不同的数值，这个特点也是压电陶瓷材料具有广泛用途的重要基础。

最初通过试验发现PZT阻抗技术能够监测砌体构件中的初始裂缝，结果表明PZT传感器具有比声发射、脉冲回波和应变片更大的传感面积，PZT阻抗技术既能够成功识别化学腐蚀引起的混凝土材料特性的变化，也能够准确识别出混凝土微小损伤的位置；因此基于PZT阻抗的结构损伤识别与健康监测方面开始了一些研究。Liang等根据耦合电阻抗提取了自由柔性梁的固有频率，还利用压电陶瓷片作为自传感驱动器第一次对组合桁架结构进行了损伤识别试验研究。

Yee提出用压电阻抗的一维和二维方程判断损伤，用在混凝土试块、铝梁和铝桁架上，铝梁上设置多孔损伤，设置不同的采样频率，通过RMSD指数判断损伤，比较不同数量损伤时RMSD的区别，如果频率段选择合适，能有效判断损伤量。

Yang对压电片用于结构健康监测做了一系列研究，推导了壳体的机械阻抗理论值，设计了圆拱壳模型，表明粘贴一处压电片，设置2 mm孔洞损伤，比较峰值的大小和位置，试验得到阻抗值和理论值吻合较好。……