混凝土材料依靠其优越的工程和力学性能,广泛的应用于建筑工程各领域。在各种类型的建筑结构中,混凝土结构占据着主导地位。但是,由于混凝土材料本身特性以及各种复杂环境等因素的影响下,钢筋混凝土结构在最初实际服役期间通常都是带裂纹工作。随着荷载以及其他因素作用下,一些裂缝会由局部向外扩散并形成贯穿缝和深裂缝,不可避免造成因裂缝损伤问题导致结构安全性、耐久性、承载力降低等问题。因此,加强对混凝土构件的裂缝损伤监测已成为国内外工程学术界关注的重要课题。压电陶瓷(PZT)是一种具有传感和驱动双重功能的智能材料,具有灵敏度高、响应快、对损伤敏感、对结构无损伤等优点,在结构损伤识别和健康监测方面有着广泛的应用。本文将压电陶瓷制成压电智能骨料的方式,利用基于压电波动技术的方法研究不同尺寸混凝土构件裂缝损伤的敏感性问题,旨在完善基于压电波动法的混凝土健康监测与裂缝损伤监测的方法。主要有以下内容:(1)设计了一种压电智能骨料的标定装置,利用该装置对压电智能骨料的基本性能进行标定,并提出一种压电智能骨料的标定方方法。介绍了压电智能骨料(SA)的优点及制作流程工艺,并对压电智能骨料基本性能进行标定,包括电性能、灵敏度、频率响应以及驱动和传感性能,即:使用数字式万用电表对压电智能骨料的电容及电阻进行测量;使用压电力锤及电荷放大器对压电智能骨料的灵敏度进行测试;设计了一种压电智能骨料的标定装置,对其驱动及传感性能进行标定,使应用于后续试验的压电智能骨料具有良好的工作性能。(2)开展了混凝土裂缝损伤的监测信号及特征参量优选研究。通过埋置在试件中的压电智能骨料传感器对不同裂缝损伤工况的混凝土梁进行主动健康监测,分别在时域和频域内对三种主动监测信号进行分析,提取信号的幅值、主频等判定结构损伤的参数。通过分析各损伤工况下信号参数随损伤程度的变化情况,找出对混凝土结构裂缝损伤较为敏感且能预测损伤发展趋势的参数作为判定损伤的敏感因子。(3)研究不同尺寸混凝土试件及压电智能骨料位置对裂缝损伤识别敏感性的影响。通过对埋置有压电智能骨料传感器的三种不同尺寸试件进行裂缝损伤监测,综合分析各尺寸试件的能量值和裂缝断面百分比的关系,得到各尺寸构件裂缝损伤规律,并分析尺寸对裂缝损伤识别规律的影响。另外,将压电智能骨料以阵列形式布置于混凝土试件中,研究其不同布设位置对裂缝损伤识别敏感性的影响。