钢筋混凝土结构目前是应用最为广泛的结构类型之一。然而,其耐久性问题始终没有圆满解决,钢筋锈蚀是导致混凝土结构过早失效的重要因素之一。当近海工程结构发生钢筋锈蚀前,通-过定期做出累积锈蚀程度的判断和评估,及时采取修补措施,则可以有效掌握近海结构的服役状态,防止钢筋锈蚀的进一步发展,提高结构的耐久性并带来显著的效益。在此工程背景下,近海结构需要有效的损伤识别技术和健康监测方法,并成为未来土木工程学科里的一个重要领域。对近海结构的钢筋锈蚀监测问题,虽然现有的损伤识别与结构健康监测技术能够发挥一定的作用,但是其仍存在钢筋锈蚀判别精度低、实用性差、造价高等缺点,给近海监测系统发展带来诸多不便。产生以上问题的主要原因是缺乏对界面损伤敏感的简单且高效的损伤识别与健康监测技术。理想的近海工程钢筋锈蚀识别技术需要满足性价比高、检测效果好、可重构性优良、检测范围大、无需大量人力或机械支持等需求。本课题所应用到的压电导波监测技术能满足钢筋锈蚀监测系统的需求,能较精确地判断近海结构的钢筋锈蚀程度。因此,本文旨在提出一种基于压电超声波动传感技术的近海钢筋混凝土结构钢筋锈蚀监测基本理论与技术,并采用理论分析、室内试验和数值分析相结合的方法,对近海钢筋混凝土结构中钢筋锈蚀监测问题展开系统的研究,主要工作包括:(1)阐述传统的损伤识别与结构健康监测技术的优势和不足,并针对现存问题提出研究的主要内容与关键技术。深入研究钢筋的锈蚀机理,明确影响锈蚀层物理与几何性能的主要参数,研究检测导波在多层状结构中的频散特性与波动行为,探索适用于钢筋锈钢监测的最佳导波波形和激发频率、传感器布设方式等关键技术。(2)提出一种基于压电导波传感技术的近海钢筋混凝土结构钢筋锈蚀监测方法。所提出的方法不仅能揭示混凝土保护层密切相关的钢筋锈蚀程度,而且可以定量表征钢筋锈蚀层厚度。(3)深入研究导波在锈蚀钢筋中的频散特性及能量衰减等特性。通过有限元方法研究导波在层状介质中的传播机理,建立钢筋锈蚀程度与传感信号特征之间的量化关系。(4)利用电加速锈蚀试验监测钢筋锈蚀全过程。提取诱发导波传播性能改变的锈蚀影响因子,并提出基于传感信号能量变化的损伤识别指标和评估方法。初步建立考虑混凝土保护层厚度影响的锈蚀层厚度与传感信号能量变化之间的量化关系。结果表明,所提出的基于压电导波的钢筋混凝土结构钢筋锈蚀监测方法具有便捷、性价比高、监测范围广、精度高等特点,可满足钢筋混凝土结构钢筋锈蚀监测的需求。