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《实时监测桥梁寿命预测理论及应用》系统阐述了基于桥梁实时健康监测系统的寿命预测理沦、方法和应用。主要内容包括桥梁结构动力分析原理，桥梁健康监测系统方案设计、桥梁健康监测信息预处理、基于混沌时间序列的结构响应信息的非线性分析、基于桥梁健康监测信息的结构抗力衰变特征分析、桥梁营运期随机荷载效应及其演化规律、桥梁营运使用寿命评估与预测研究。
《实时监测桥梁寿命预测理论及应用》可供从事土木工程和工程力学研究、设计和管理以及信息科学研究的广大科技人员及铁道、机械、电子、通信等专业相关专业人员参考，也可作为土木工程、结构动力学、信息科学等专业研究生和高年级本科生的学习参考书。
好的，这是一份关于一本名为《结构健康监测与先进材料在土木工程中的应用》的图书简介，该书聚焦于现代土木工程领域的前沿技术与材料革新，旨在为工程师、研究人员和政策制定者提供全面的理论指导和实践参考。 --- 图书名称：《结构健康监测与先进材料在土木工程中的应用》 图书简介 本书全面深入地探讨了当代土木工程领域中两个至关重要的交叉学科：结构健康监测（Structural Health Monitoring, SHM）技术和高性能先进材料的应用。面对全球基础设施日益老化、极端气候事件频发以及对更高安全性和耐久性要求的挑战，工程界迫切需要创新性的解决方案。《结构健康监测与先进材料在土木工程中的应用》正是为应对这些需求而编写的权威性著作。 第一部分：结构健康监测的理论基础与前沿技术 本部分详细阐述了SHM系统的基本原理、传感器技术的发展历程及其在不同结构类型（如桥梁、高层建筑、隧道和海洋平台）中的部署策略。 1. 传感器技术与数据采集： 我们深入研究了新一代分布式光纤传感技术（如FBG和OFDR），它们如何实现对结构应变、温度和振动场的高精度、空间连续监测。此外，书中详细分析了压电材料（PZT）换能器作为主动传感器的性能优势，以及MEMS（微机电系统）加速度计和应变计在实现无线、低功耗、自供电监测网络中的关键作用。对模态识别技术，特别是基于数据驱动的随机子空间辨识（SSI-Data）和基于模型的模态分析方法的比较与应用进行了详尽的阐述。 2. 数据处理、特征提取与状态评估： SHM产生海量数据，如何有效地从噪音中提取结构健康信息是核心挑战。本书详细介绍了信号处理的先进算法，包括小波变换在识别局部损伤特征中的应用，以及卡尔曼滤波和粒子滤波在状态估计中的优化。我们着重讨论了基于深度学习的损伤自动识别方法，特别是卷积神经网络（CNN）和循环神经网络（RNN）在处理时间序列振动数据以实现早期、弱损伤识别方面的潜力与局限性。 3. 传感网络架构与可靠性： 本书探讨了构建鲁棒SHM系统的关键要素，包括网络拓扑设计、数据传输协议（如LoRaWAN和5G M2M通信）的选择，以及如何确保系统在恶劣环境下的长期稳定运行。特别关注了能源采集技术（如振动能收集）在延长野外传感节点寿命方面的应用前景。 第二部分：先进结构材料的创新与应用 本部分聚焦于土木工程材料科学的最新突破，探讨这些新材料如何显著提高结构的服役性能、耐久性及环境可持续性。 1. 智能与自修复材料： 书中详细介绍了具备固有传感能力的先进材料，如导电/压阻性混凝土，它们可以直接量测结构内部的应力状态，无需外部传感器。更重要的是，本书系统地总结了自修复材料的研究进展，包括使用微胶囊技术、血管网络系统以及细菌诱导的矿化过程，来自动封堵微裂缝，从而延长结构寿命。 2. 超高性能混凝土（UHPC）的力学行为与设计规范： UHPC因其极高的抗压强度、韧性和优异的耐久性，正成为关键基础设施的首选材料。本书从微观角度解释了UHPC中纤维增强机制和致密化基质的形成，并提供了其在预制构件、抗爆结构和长期暴露环境（如海洋工程）中的设计参数和施工控制要点。 3. 复合材料在结构加固与替代中的角色： 重点分析了碳纤维增强聚合物（CFRP）、玻璃纤维增强聚合物（GFRP）在既有结构修复、抗震加固和替代传统钢筋中的应用。书中不仅涵盖了材料本身的力学性能，还深入探讨了复合材料与基体材料之间的界面粘结机理、长期老化效应以及相应的施工技术标准。 第三部分：数据驱动的寿命管理与决策支持 本部分将前沿监测技术与材料科学的研究成果相结合，构建现代基础设施全生命周期管理（Asset Management）的框架。 1. 性能退化模型与可靠性分析： 结合SHM获取的实时或准实时数据，本书探讨了如何修正传统的基于概率的结构可靠性模型。引入了贝叶斯方法，实现对结构抗力（基于材料老化和损伤状态）的动态更新，从而提供更精确的剩余寿命评估框架。 2. 维护策略的优化与成本效益分析： 本书倡导从“定期维护”向“基于状态的维护（CBM）”转变。通过量化损伤发展速率和修复成本，构建多目标优化模型，辅助管理者确定最佳的干预时间点，实现维护资源的效益最大化，减少不必要的停运时间。 3. 案例研究与工程实践： 精选了多个国际大型基础设施项目案例，展示了SHM技术与先进材料的集成应用如何成功应对复杂工程挑战，包括极端荷载下的性能验证、长期性能评估和智能运维实践。这些案例不仅具有理论深度，更具备极高的工程参考价值。 目标读者群： 本书适合土木工程、结构工程、材料科学、交通工程及相关领域的博士生、研究生、从事结构设计、施工、运营维护及政府监管的工程师与技术人员阅读。它同时也是高校相关专业高级课程的优秀教材。 ---
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