混凝土由于成本低,强度高的优点已经成为使用最广泛的工程材料之一,混凝土工作应力作为反映结构受力状态的指标,对混凝土结构的安全性评定十分重要。压电材料因为具有响应快、价格便宜等优点,使得其在结构健康监测领域广泛应用。目前利用压电片监测混凝土结构损伤裂缝、早期强度发展、结构冲击荷载等的研究已有很多,但对混凝土工作应力的监测鲜有报道。本文利用压电片制作了混凝土工作应力传感器,研究了传感器在应力和温度作用下信号的变化,建立了信号指标与应力的关系,并将传感器埋入混凝土,预测混凝土内部工作应力,验证了利用压电原理监测混凝土工作应力的可行性。具体内容包括:为了提高压电片性能,对压电片进行了封装,并将封装后的压电片埋入水泥净浆中制成混凝土工作应力传感器,监测了水泥净浆传感器养护28天内信号的变化。研究结果表明:利用铜箔胶带封装能有效提高压电片电磁屏蔽性能,利用环氧树脂封装能有效提高压电片防水性及稳定性;在监测水泥净浆传感器养护28内信号的变化过程中。波速和固定频段内的峰值频率都呈现出前期增长快后期增长慢的规律,这与水泥强度的增长规律一致。为了研究应力对传感器信号的影响,利用压力机对水泥净浆传感器进行加载,分析了各级应力下信号的变化,并建立了信号指标与应力的关系。这些指标包括:相对波速、相对峰值面积、皮尔逊相关系数和电导均方根指数。研究结果表明:相对波速对应力的变化并不敏感,相对峰值面积对应力变化比较敏感,皮尔逊相关系数和电导均方根指数在低应力时变化不明显。为了研究温度对传感器信号的影响,将制作好的水泥净浆传感器放在不同温度下的恒温箱中,对传感器进行了主动监测。研究结果表明:随着温度的升高,脉冲波速逐渐降低,固定频段内的峰值频率不断减小,峰值面积不断减小,皮尔逊相关系数逐渐减小,电导均方根指数和电纳均方根指数逐渐增大。将制作的水泥净浆传感器埋入混凝土短柱中,分析荷载作用下混凝土短柱中传感器信号的变化,并利用建立的指标与应力关系预测混凝土短柱的应力。研究结果表明:水泥净浆传感器信号直达波部分在埋入前后波形不会发生明显变化,因为直达波主要在水泥净浆内部传播,受边界改变的影响小;利用相对峰值面积比利用皮尔逊相关系数作为预测应力的指标,得到的平均相对误差会更小。在截面平均应力大于15 MPa后,利用相对峰值面积预测应力的方法,平均误差能控制在10%左右。因此,所制作的混凝土工作应力压电传感器能够用来监测混凝土结构的工作应力。