随着社会经济的快速发展,各类大型工程结构和基础设施不断涌现,人们对工程安全的重视程度进一步提高,尤其对老化的基础设施更加关注。在国内外混凝土结构工程中,裂缝率到达15%~70%,因此,结构因裂缝的出现而引起的渗漏现象不容忽视。尽管对混凝土结构健康监测的研究已经持续了很多年,但是对水存在于混凝土裂缝中的监测却很少引起足够的重视,尤其是对水存在于结构孔洞中情况更是如此。然而,水存在于混凝土结构孔洞中对结构健康状态影响是很难估计的。多数孔洞在混凝土中充当引起液体四处流动的载体。渗漏监测对于服役的核结构是非常重要的,可以用来监测是否有放射性液体通过混凝土墙孔洞泄漏到外面。此外,大坝的功能是能够抵挡水的流通,与此同时,大坝本身也受水的冲击作用,如果含有特殊的化学元素的液体在混凝土结构中存在很长时间的话,对镶嵌在里面的钢筋是一个持续性的侵蚀,严重可能导致混凝土坝结构完全失效。混凝土结构中含有水对检测混凝土坝也是至关重要的。因此,对于混凝土结构来说,结构孔洞中含有水的检测是至关重要的并且很有实际意义。基于上述背景,本文主要目标以压电智能骨料传感器为基础部件,采用压电波动法对混凝土结构孔状损伤及孔中水的存在进行检测。本文的主要工作包括:(1)总结了基于压电陶瓷健康监测技术在混凝土结构中应用的优势和不足,并针对现存问题提出了研究的主要目标、内容和方法。(2)提出了一种基于压电波动法的混凝土结构渗漏监测新方法。该方法具有高敏感性,能够很好地评估混凝土结构的渗漏程度,且具有监测装置价格低廉、精度可靠的特点,适合于混凝土结构的渗漏监测。(3)提出一种混凝土结构渗漏监测的有限元模型并完成数值模拟分析。针对混凝土结构的渗漏监测问题,完成了有限元模型的建立;选择了合适的激励信号,对以下三方面进行渗漏数值模拟:孔洞宽度对结构的影响、孔洞深度对结构的影响和孔洞充液程度对结构的影响。(4)通过试验验证了所提出方法的有效性。以压电波动法为理论基础,基于对混凝土结构的渗漏问题进行以下三方面的试验研究:混凝土结构孔洞宽度影响试验、混凝土结构孔洞深度影响试验与孔洞充液程度影响试验。(5)将ABAQUS数值模拟的结果与实际试验所得到结果进行对比分析,验证了理论分析与数值计算的有效性。