钢筋混凝土结构已广泛应用于工程建设的各个领域,但在长期使用过程中,混凝土结构不可避免会产生裂缝,裂缝的不断扩展会严重影响结构的安全使用。现今已发展出很多混凝土裂缝监测方法,但其多基于点式传感器,存在对结构难以全面覆盖、监测效果不理想的缺点。同时,由于结构裂缝发生的随机性,导致传统的点式传感器无法有效捕捉裂缝信息,从而造成结构存在安全隐患,所以亟需研发一种能够实现全面感知混凝土结构裂缝信息的技术。本文提出一种基于分布式光纤布里渊增益谱的混凝土裂缝识别方法,运用高性能差分脉冲对-布里渊光时域分析(DPP-BOTDA)技术,对发生、扩展各阶段的混凝土裂缝监测方法进行了系统研究,并通过钢筋混凝土梁静载试验进行了验证,具体内容如下:(1)开展了分布式光纤混凝土梁裂缝监测的有限元数值模拟研究。首先通过有限元分析软件建立钢筋混凝土简支梁模型,采用四点弯的加载方式,研究梁中部纯弯段预设裂缝位置处应变场随荷载变化信息,分析粘结剂材料厚度、弹性模量等对分布式光纤应变传递效率的影响。(2)通过数值模拟分析,研究了基于DPP-BOTDA原理的泵浦光、连续光与光纤应变场的三波耦合作用。利用DPP-BOTDA工作原理,编制MATLAB程序,实现泵浦脉冲光、连续光与有限元模拟分析得出的裂缝位置处光纤应变场的三波耦合,分析得到了不同分辨率、不同荷载裂缝周围应变场下的布里渊增益谱变化特征。(3)建立了基于布里渊增益谱的混凝土裂缝识别方法。结合有限元模拟与数值模拟的分析结果,得出基于布里渊增益谱特征参数变化特性的混凝土裂缝识别方法,从而实现对裂缝发生、扩展各阶段的及时预警。(4)开展了分布式光纤混凝土梁裂缝监测试验。加工制作钢筋混凝土梁,通过在梁底布设分布式光纤,采用DPP-BOTDA技术对混凝土梁加载过程中裂缝开裂扩展进行监测,提取采集得到的布里渊增益谱数据,对已建立的识别方法进行验证。