过高的应力和应变会对基础设施结构造成不可逆的损害。本文将为您解析如何通过监测这两项关键参数，为重要结构提供安全保障。

目前全球各地，道路、桥梁、建筑等基础设施正面临日益严重的老化问题。日积月累的损耗会导致结构性能退化，直接影响安全与功能性。结构健康监测(SHM)作为基础设施运维的核心手段，通过持续追踪应力和应变数据，能够发现传统人工检查难以捕捉的隐患，从而在问题升级前采取干预措施。

工程领域中的应力

是指材料单位面积承受的内力

由外部载荷、压力或温度变化引发

常用单位为帕斯卡(Pa)

或磅每平方英寸(psi)

根据作用方式可分为五类

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应变表征材料受力后的形变程度

为无量纲量

计算公式为形变量与原始长度的比值

根据材料恢复能力

分为弹性应变(可逆)

与塑性应变(不可逆)

通过实时监测应力和应变

工程师可精准评估

桥梁、大坝、高层建筑等结构的健康状况

例如，分析结构在

交通荷载、强风或地震中的响应数据

可提前识别

裂纹扩展、构件偏移或材料疲劳等问题

应变数据尤其能反映结构内部变化

结合材料的应力-应变曲线

(如钢材与混凝土的典型曲线)

可判断材料是否处于弹性区间

或已发生塑性变形

例如，某区域应变持续累积后骤降

通常表明裂纹已形成并释放局部应力

(见下图)

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结构健康监测中

主流传感器类型包括：

传感器采集的原始数据

需结合工程经验进行解读

重点关注：

弹性与塑性形变界限

判断结构损伤是否可修复

裂纹扩展趋势

局部应变突增区域

可能预示结构失效风险

超负荷预警

应力值突破设计阈值时

需启动应急预案

通过SCADA系统或数据采集器

可实现自动化监测与实时预警

大幅提升响应效率