CN113932957B - 智慧应力砖传感器及结构应力监测方法和*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及智慧应力砖传感器及结构应力监测方法和***，用于受压状态下结构应力监测；智慧应力砖主体为正面与背面平行的玻璃块体；玻璃块体内包含至少一个内裂纹；内裂纹的周边施加了初始应力，使玻璃块体内部产生内裂纹初始应力条纹，作为后续监测变化的基准；玻璃块体背面镀锌或银形成反射镜面，正面设有偏振片；玻璃块体内部有识别标志；识别标志关联的信息包括相应智慧应力砖传感器的参数信息及其对应的工程信息；应力砖传感器以拍摄光学条纹为对比目标，以三维数值模拟中平行于偏振片的内裂隙直径所在二维平面的光学应力条纹值与对比目标一致下的结构模型应力值作为监测值。所述传感器可用于混凝土应力监测和长时间运行后的预应力损失监测。
Description
技术领域
本发明涉及一种受压状态待监测结构用智慧应力砖传感器及结构应力监测方法和***。
背景技术
力是混凝土及钢筋混凝土结构变形破坏的根本驱动因素，力的大小也随着时间慢慢改变，长期量变到达质变，就会造成混凝土结构坍塌的灾难发生。因此，结构的应力监测具有十分重要的价值。但是，在应力监测领域长久以来都有“卡脖子”问题没有突破：一是“长期监测及成活率”，传统上电阻式应变传感器、振弦式应变传感器、光线传感器、无应力计等由于传感器材料、信号线、电源等在数十年长期运行下容易坏掉，且常位于混凝土内部无法修复，致使随时间越长成活率越低。二是，传统应力监测方法多是通过应变转化为力信息，这个转化水平受到混凝土其他参数的影响而降低精度，同时，应变又分为应力应变和无应力应变，而无应力应变通过无应力桶测量，本身过多的器材就影响了局部应力场，致使应力失真。三是传统传感器多为柔性传感器，变形刚度远低于混凝土，致使在整个传感器埋设处发生应力集中，致使应力失真。
发明内容
本发明的目的在于为受压状态的待监测结构提供一种新的应力监测传感器、方法和***。
为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：
一种智慧应力砖传感器，用于受压状态下结构的应力监测；
所述智慧应力砖主体为正面与背面平行的玻璃块体；
所述玻璃块体内包含至少一个内裂纹；所述内裂纹的周边施加了初始应力，使玻璃块体内部产生内裂纹初始应力光学条纹，作为后续监测变化的基准；
所述玻璃块体的内部设有识别标志，所述识别标志用于应力砖身份识别，关联的信息至少包括相应智慧应力砖传感器的参数信息及其对应的工程信息；
所述玻璃块体背面镀锌或银形成反射镜面，正面设有偏振片；
所述应力砖传感器，以使内裂纹发生初始扩展的外部最低应力为应力砖传感器量程值，以使内裂纹周边的应力光学条纹级数增加一个级数的外部最低应力值为应力砖传感器分辨率；
所述应力砖传感器以实际运行中监测的应力砖应力光学条纹为对比目标，以三维数值模拟中平行于偏振片的内裂隙直径所在二维平面的光学应力光学条纹值与对比目标一致情况下的结构模型应力值作为应力监测值；应力值计算时，使用内裂纹初始应力光学条纹校准初始应力值。
上述技术方案中，所述“内”与“内部”的含义是：与表面完全无交集，全部位于固体内部，从任何表面都摸不到。
所述玻璃块体的其他四个面可以是任意形状，只要镀层面和偏振片贴附面平行即可。
所述内裂纹的尺寸、角度、数量根据工程对于量程与精度的需求进行专门设计制作。量程的概念专指应力内裂纹发生扩展时的力值，应力砖精度通过外部力在内裂纹处的应力集中的放大效应来实现。所述“根据需求进行专门设计制作”的原因在于，内裂纹的应力集中放大效果具体和受力有关系，有时候是拉应力，有时候是压应力，设计的内裂纹参数就不一样。有的工程对于测量精度要求高，那么需要内裂纹的参数进行改变，如变大尺寸，以增强内裂纹对于外部力变动的引起应力集中的敏感性。改变内裂纹形状或位置参数，主要目的是提高不同场景或受力状态下的应力砖测试应力的精度。
所述的识别标志相当于应力砖的身份证，优选采用二维码，识别标志的关联数据可存储于本地和/或云端，包括定位标记矩阵点布置信息（包括相关拍摄焦距、角度、距离等信息）、应力砖传感器参数信息（如应力砖传感器位置、应力砖传感器尺寸、内裂纹尺寸）及其对应的工程信息（如工程位置、历史应力监测信息），在应力砖应用于不同场景的应力监测时，便于数据的统一管理。有了识别标志，现场照片与互联网就有了连接的媒介。在应力计算时，可调用应力砖参数信息用于计算，历次计算结果也根据识别标志存储在对应的数据库文件夹，例如可根据识别标志建立文件夹，一个识别标志对应一个文件夹，即同一应力砖传感器的相关资料数据都存储在一个文件夹内。所述的识别标志优选为二维码。由于识别标志如二维码的存在，具备了在联网移动终端如手机上的操作功能，手机自动识别二维码唤醒云服务器程序，并与手机交互。
所述背面镀锌或银形成反射镜面，可采用的工艺包括银镜反应，或电镀工艺，或喷射镜面漆等工艺；采用上述工艺在背面形成反射镜后，必须喷射或刷漆或砂浆进行反射膜的保护。不建议采用粘贴成品反射镜的方式，粘贴胶对会对应力光学条纹的展示产生影响。
作为本发明的进一步改进，所述玻璃块体平行的两面距离≥2cm。
作为本发明的进一步改进，所述玻璃块体上还设有定位标记矩阵点，所述定位标记矩阵点设置于玻璃块体的内部；
所述识别标志关联的信息包括应力砖身份、设计参数、制作参数、计算参数信息，及应力砖对应工程信息及应力砖所在结构中的位置信息；
所述识别标志是通过脉冲激光聚焦到玻璃块体内部制作的纳米到微米级不透光白点组成的图案，识别标志的位置远离内裂纹。
作为本发明的进一步改进，所述玻璃块体内部还设有定位标记矩阵点；
所述识别标志关联的信息还包括定位标记矩阵点布置信息；
玻璃块体内部的定位标记矩阵点为脉冲激光聚焦到玻璃块体内部制作的纳米到微米级不透光白点的集合，直径0.2mm-1mm；定位标记矩阵点包含至少3个点，且位置覆盖3处边角。在形成单一定位矩阵点时，不能出现透明的裂纹扩展环，防止造成对玻璃砖内应力影响。
所述的定位标记矩阵点可用于定位拍摄装置的焦距、角度，以消除个人拍摄照片的习惯性误差。
在采集图片时，终端可自动识别图像中的识别标志，从本地/云端数据库调用关联信息，包括在拍摄时调用定位标记矩阵点布置信息，并引导拍摄者进行调整拍摄位置，保证拍摄图像的统一。
作为本发明的进一步改进，所述内裂纹的制作方式为：
S1.在玻璃内部平行于玻璃上下表面的平面内设计一层点阵，记录点阵三向坐标；，散点阵整体分布在圆形区域或椭圆形区域，直径大于等于6mm，散点与散点之间在水平方向间距0.01-0.1mm，垂直方向间距为0，即只有一层散点记录点阵每一个坐标点的三向坐标；所述上下表面，是指垂直于偏振片平面的面；
S2.激光经聚焦镜垂直于上或下表面入射进入玻璃内部，聚焦于点阵中某一点的坐标，聚焦点能量超过玻璃破坏阈值后产生一破坏点；激光水平移动，按照设计点阵的坐标点位置依次聚焦直至产生破坏点；脉冲激光聚焦焦距≤15cm，电压6-10v，电流20-50A；
S3.不改变矩阵坐标，必须保证在矩阵点的那一层上，按照S1设计的点阵重复S2多遍，不改变层数，直至点阵区域内形成由一组破裂点组成的破裂面，同时破裂面外边缘形成一圈与破裂面相连的整齐的透明裂纹扩展区，所述破裂面与裂纹扩展区组成所述内裂纹；所述裂纹尖端光滑连续是指尖端形状在数学上的一次求导函数连续，不出现无限值或跳跃不连续值；
所述的内裂纹可以参考申请人的在先专利CN107328625A，此处做了进一步改进，不是做3~10层破裂面（层与层之间有间距），而是对同一层破裂点反复多次聚焦，可以获得更平整和光滑的内裂纹，同时由于技术方案不一样，对于散点参数和激光参数也不一样。
本发明的另一目的在于提供基于上述智慧应力砖传感器的结构应力监测方法，包括：
将上述智慧应力砖传感器置于待监测结构立面内，露出设有偏振片的一面，偏振片与待监测结构表面平齐；对待拍摄面提供光源补光；
采用拍摄装置拍摄所述智慧应力砖，获得包含应力光学条纹及识别标志的图像，并发送至图像处理模块；图像处理模块通过识别标志唤醒服务器，从识别标志关联的数据库中获取对应智慧应力砖传感器关联的信息，并基于获取的数据及所述图像上的应力光学条纹计算应力值，包括：
a. 建立应力砖传感器的及周边待监测结构的三维数值仿真模型，对智慧应力砖传感器施加第一外部力，进行应力砖的内应力计算，将应力砖内应力值转化为应力光学条纹值；
b. 提取平行于偏振片的内裂隙直径所在二维平面的应力光学条纹结果，调整第一外部力直至计算得到的应力光学条纹值与应力砖内裂纹初始应力光学条纹一致；
c. 对周边待监测结构施加第二外部力，进行应力砖及待监测结构的应力计算，将应力砖内部值转化为光学应力条纹值；
d. 提取平行于偏振片的内裂隙直径所在二维平面的条纹结果，将此结果与拍摄图像进行比较；如果两者一致，将三维数值仿真模拟计算的周边待监测结构应力结果作为本次监测的待监测结构内应力值；如果不一致，则调整c中外部力数值，重复c~d直到两者一致。
作为本发明的进一步改进，所述方法还包括，将历次拍摄的应力条纹图像及计算的应力值存储至云服务器和/或本地服务器，并从云服务器和/或本地服务器获取该智慧应力砖的历史监测信息和本次监测信息，自动发送至移动终端，信息与应力砖身份的对应关系通过识别标志关联完成。
本发明的再一目的在于提供基于上述智慧应力砖传感器的结构应力监测***，包括：
上述智慧应力砖传感器；
拍摄装置，用于拍摄所述智慧应力砖传感器，获得包含应力条纹及识别标志的图像；
图像处理模块，包括应力计算单元和身份识别单元，所述身份识别单元基于识别标志与本地和/或云端服务器交互，获取智慧应力砖传感器的关联信息数据，所述应力计算单元基于所述图像及获取的关联信息数据计算应力条纹的应力值；
本地和/或云端服务器，用于存储智慧应力砖的关联数据信息，并通过内部识别标志与移动终端进行数据交互；
移动终端，与本地和/或云端服务器进行数据交互。
进一步的，所述识别标志的关联数据还包括对应的智慧应力砖传感器的历史应力值监测记录。
本发明设计了一种新的受压或压剪状态下钢筋混凝土结构的应力监测传感器与方法，用于测量待监测结构例如混凝土等的应力。这种新型的应力监测传感器是一种含有缺陷的玻璃，且该缺陷必须是一种特殊的缺陷，即整齐的内裂纹。我们利用施加的初始应力使内裂纹周边产生内裂纹初始应力光学条纹，意味着内裂纹周边会在0荷载下出现彩色条纹，将此彩色条纹作为应力场监测的基准点，以彩色光强条纹变化做为应力监测的关键信息。本发明利用了内裂纹的应力集中原理，才能达到应力砖传感器的精度。同时通过内裂纹的参数及应力集中原理，控制应力砖传感器的精度和量程。
以混凝土为例，由于玻璃材料刚度远大于混凝土，对于不含裂纹的玻璃块在混凝土内力下难以产生应力监测关键信息，本发明设计制作内裂纹，力在内裂纹周边出现应力集中放大效应，将混凝土内力的细微变化转换为内裂纹初始应力条纹的显著变化，进而在光线下内裂纹处产生显著应力集中的应力双折射条纹图像，作为混凝土内力解析的关键信息。将此关键信息，以内裂纹初始应力条纹为基准，与平行于偏振片面的内裂纹的直径所在二维面的条纹计算结果进行对比分析，进而推算出混凝土结构受力，条纹计算采用三维模型计算，但是采用上述二维面上的结果。可通过内裂纹不同的尺寸、角度或多内裂纹之间相互作用来进一步调节应力集中的放大效果，以进一步提高或调整应力砖量测精度和分辨率。
本发明突破了国内外混凝土全寿命、直接式、非接触、无电源、无信号线、无需专业设备且智慧化的应力监测的瓶颈问题，设计的传感器、方法和***可以用于预应力混凝土的预应力监测和长时间运行后的预应力损失监测。
本发明相比传统传感器和结构应力监测方法具有如下有益效果：
1）玻璃材料耐久性超过1000年，远超混凝土寿命，因此可以实现长期监测也保证长期成活率。
2）无需电源、导线、信号线这类在工程易损坏的线路等，进一步增加了成活率和耐久性；这也极大增强了应力砖传感器在浇筑安装的成活率，因为混凝土浇筑对导线往往有破坏作用。
3）传统应力监测，都是通过先测应变，再转化为应力，首先就不是一种直接的应力检测方法。同时，应变分为应力应变和无应力应变。应力应变容易测，但是无应力应变，需要无应力计，无应力计又需要在混凝土中埋设无应力桶，这个无应力桶本身会干扰混凝土应力，导致结果误差。本发明是一种直接测力的方法，且不会干扰混凝土应力。
4）传统传感器多为柔性设计，应力砖传感器采用玻璃材质，刚度远超混凝土，不会在安装处出现应力集中造成失真，同时应力传递到应力砖传感器是一种直接方式，不需要通过应变进行转化。
5）应力砖传感器由于无需电源、线路，只需要手机app，不需要专门的采集设备，成本更低，操作更方便。
6）本发明通过识别标志如二维码，形成了应力砖的身份识别、手机移动APP的应用、联网服务器的自动唤醒、调用、交互、引导功能，因此具备“智慧性”和便捷性。
附图说明
图1是实施例1所示智慧应力砖传感器的结构示意图。
图2是实施例1所示智慧应力砖传感器的拆分结构示意图。
图3为包含内裂纹的5*5*8cm的玻璃块体实物图。
图4为包含内裂纹的5*5*5cm的玻璃块体实物图。
图5为包含内裂纹和识别标志（二维码）、定位矩阵点的玻璃块体实物图。
图6为图5所示玻璃块体的识别标志（二维码）在结构内部的示意图。
图7为内部含有初始光学应力云纹的智慧应力砖成品。
图8为图7产品的背面反射镜和保护漆。
图9为图7应力砖产品在混凝土结构中的浇注过程。
图10为图7应力砖成品浇注到混凝土结构中的照片。
图11为图7应力砖埋监测混凝土受力的室内试验照片，顶部为试验机压载荷载。
图12为图11加载试验中，三维应力砖数值模型在平行于偏振片的内裂纹直径所在平面的应力光学云纹图案。
图13为我国珠三角洲水资源配置工程隧洞1：1物理模型。
图14为珠三角水资源配置工程隧洞的三维数值模型。
图15为应力砖在珠三角水资源配置工程隧洞断面的布设位置图。
图16为应力砖贴到珠三角水资源配置工程隧洞浇注模板上的照片。
图17为应力砖在珠三角水资源配置工程隧洞中的三维数值模型和剖面上的应力光学云纹图。
图18是应力砖平行于偏振片的内裂纹直径所在平面的示意图。
具体实施方式
下面结合附图说明和具体实施方式，对本发明的技术方案作进一步阐述。
实施例1
本实施例具体说明本发明所述智慧应力砖的结构。
如图1~2所示的智慧应力砖，其主体为玻璃块体1，其正面与背面平行，平行的两面距离≥2cm。玻璃块体1背面镀锌形成反射镜3，镀锌后面为喷漆保护层5。玻璃块体1表面黏贴偏振片4；玻璃块体1内部有至少一个内裂纹2，定位标记矩阵点6和识别标志7可设置在玻璃块体内部。
识别标志2关联的信息包括相应智慧应力砖传感器的参数信息及其对应的工程信息。
玻璃块体1上施加了初始应力，使玻璃块体1内部产生内裂纹初始应力条纹，作为后续监测变化的基准。
实施例2
如图3和图4为不同形状的包含内裂纹的玻璃块体实物结构示意图。
所述内裂纹的制作方式为：
S1.在玻璃内部平行于玻璃上下表面的平面内设计一层点阵，记录点阵三向坐标；
S2.激光经聚焦镜入射进入玻璃内部，聚焦于点阵中某一点的坐标，聚焦点能量超过玻璃破坏阈值后产生一破坏点；激光水平移动，按照设计点阵的坐标点位置依次聚焦直至产生破坏点；
S3. 重复S2，直至点阵区域内形成由一组破裂点组成的破裂面，同时破裂面外边缘形成一圈与破裂面相连的整齐的裂纹扩展区，所述破裂面与裂纹扩展区组成所述内裂纹。
图3参数如下：玻璃块体5*5*8cm，脉冲激光聚焦焦距为10cm，电压8.3v，电流30A，破坏区点阵直径为1cm，离散点在水平方向间距0.08mm，垂直方向间距为0，重复S2遍数为20遍，扩展环直径为3cm。
图4参数如下：玻璃块体5*5*5cm，脉冲激光聚焦焦距为5cm，电压8.3v，电流30A，破坏区点阵直径为1.2cm，离散点在水平方向间距0.08mm，垂直方向间距为0，重复S2遍数为25遍，扩展环直径为3.6cm。
实施例3
图5-8所示的应力砖实体。如图5所示，玻璃块体尺寸为5*5*8cm，内裂纹为圆形，散点点阵直径为0.8cm，散点间距0.08mm，重复15遍，内裂纹直径1.8cm，中心点坐标为（5，2.5，2.5）即位于玻璃本体中心。玻璃本体1内部设有三个标记点3，为激光制作的白点，直径1mm，裸眼观察为白色不透光点。
如图6所示，其识别标志为二维码，完全位于玻璃块体内部，在用联网移动终端拍摄时，二维码自动唤醒联网与网络服务器平台上的程序交互。通过二维码与云平台服务器，形成应力砖的智慧能力。
如图7所示，在图5的基础上，制作了偏振片和反射层及保护层，形成完整意义上应力砖。图7内裂纹上下四个圆弧状条纹（原图为彩虹般的条纹），为初始应力光学条纹。
如图8所示，是应力砖背部的内容漆面保护层。
实施例4
本实施例具体说明使用上述智慧应力砖传感器进行结构应力监测的方法。
本发明的方法包括如下步骤：
将图7所示智慧应力砖传感器浇注进入混凝土。浇注过程如图9所示，先把应力砖粘贴到模具板上，然后浇注混凝土，之后混凝土养护28天后，拆掉模具板。拆掉模具板之后的成品如图10所。浇注过程为偏振片露出并与混凝土表面平齐，或可在浇注后再贴附偏振片，如图10所示。内部亮色为反光膜。
如图11所示，对混凝土结构施加应力，在结构受力时，采用手机APP和摄像头拍摄所述结构中的智慧应力砖，获得包含内裂纹应力光学条纹和二维码的图像；
基于所述图像上的应力条纹计算应力值，如下所示：
由于存在二维码，自动与网络服务器连接，进行信息和计算程序唤醒，服务器调用二维码关联的应力砖身份，调用定位矩阵标记点及拍摄要求，指导拍摄者进行标准化拍摄。拍摄完照片后，从二维码关联的网络服务器数据库中获取智慧应力砖传感器的参数信息及其对应的工程信息，并基于获取的数据及所述图像上的应力条纹计算应力值，包括：
a. 建立应力砖传感器的及周边待监测结构的三维数值仿真模拟，对传感器施加第一外部力，进行应力砖的应力计算，将应力值转化为光学应力条纹值；
b. 提取平行于偏振片的内裂隙直径所在二维平面的条纹结果，调整第一外部力直至计算得到的光学应力条纹值与内裂纹初始应力条纹一致；计算的内裂隙直径所在二维平面的条纹如图13所示。
c. 对周边待监测结构施加第二外部力，进行应力砖及待监测结构的应力计算，将应力值转化为光学应力条纹值；
d. 提取平行于偏振片的内裂隙直径所在二维平面的条纹结果，将此结果与拍摄图像进行比较；如果两者一致，将三维数值仿真模拟计算的周边待监测结构应力结果作为本次监测的待监测结构内应力值；如果不一致，则调整c中外部力数值，重复c~d直到两者一致。
作为一种优选方式，可基于所述识别标志将对应的智慧应力砖的历史应力值监测记录统一存储，并上传至云端，同时将云端存储的该智慧应力砖的历史监测信息同此次监测信息一并反馈至手机APP。
本实施例所述的拍摄装置可以是摄像机，也可以是手机，使用手机更加便捷，可以进一步进行图像处理并与云端数据交互。拍摄时，可利用应力砖正面的三个标记点对焦。
因此，不像传统传感器一样需要专业的收集分析设备，本智慧应力砖只需要使用手机APP，就可以完成应力监测工作，其他工作都在云平台服务器上实现，体现了智慧性。
实施例5
目前，智慧应力砖已经应用于我国珠三角洲水资源配置工程中，用于监测珠三角工程混凝土预应力施加值和未来随长期时间下的预应力损失。原型模型如图13所示。珠江三角洲水资源配置工程是国务院部署的172项节水供水重大水利工程之一，工程输水线路总长113.1千米，计划总投资约354亿元，是迄今为止广东省历史上投资额最大、输水线路最长、受水区域最广的水资源调配工程。
模型三维模型如图14所示，应力砖贴贴3个断面，其中一个断面位置如图15所示。智慧应力砖粘贴于钢模板上，如图16所示。珠三角水资源配置工程，混凝土预应力值为9-14MPa，应力砖经过三维建模计算和试验，通过内裂纹尺寸，将量程调整为20MPa。应力砖三维数值模拟建模的切面图如图17所示，左侧应力砖嵌入混凝土的模型，右侧是为应力砖在理论上平行于偏振片的内裂纹最大直径上的剖面上的应力光学条纹计算值，以实际拍照获得的光学条纹图像为对比目标，进行反算得到混凝土结构的应力值，实现结构应力监测。
图18为应力砖平行于偏振片的内裂纹直径所在平面的示意图。
实施例6
本实施例具体说明使用上述智慧应力砖传感器进行结构应力监测的***结构。
本实施例所示的结构应力监测***，包括上述智慧应力砖传感器；
拍摄装置，用于拍摄所述智慧应力砖，获得包含应力条纹和识别标志的图像；
图像处理模块，包括应力计算单元和身份识别单元；所述应力计算单元基于所述图像计算应力条纹的应力值；
所述身份识别单元基于标识标志与本地和/或云端服务器交互，获取智慧应力砖的关联数据信息，将对应的智慧应力砖的历史应力值监测记录统一存储。所述应力计算单元基于所述图像及获取的关联信息数据计算应力光学条纹的应力值。
本地和/或云端服务器，用于存储智慧应力砖传感器的关联数据信息，并与移动终端进行数据交互；
移动终端，与本地和/或云端服务器进行数据交互。
本实施例中，拍摄装置、图像处理模块可继承在移动终端上，例如使用手机摄像头拍摄照片后，用预存的手机软件计算应力值及识别二维码，并与云端进行数据交互。
Claims (10)
1.一种智慧应力砖传感器，其特征在于，用于受压状态下结构的应力监测；
所述智慧应力砖主体为正面与背面平行的玻璃块体；
所述玻璃块体内包含至少一个内裂纹；所述内裂纹的周边施加了初始应力，使玻璃块体内部产生内裂纹初始应力光学条纹，作为后续内应力和应力光学条纹变化的基准；
所述玻璃块体的内部设有识别标志，所述识别标志用于应力砖身份识别，关联的信息至少包括相应智慧应力砖传感器的参数信息及其对应的工程信息；
所述玻璃块体背面镀锌或银形成反射镜面，正面设有偏振片；
所述应力砖传感器，以使内裂纹发生初始扩展的外部最低应力为应力砖传感器量程值，以使内裂纹周边的应力光学条纹级数增加一个级数的外部最低应力值为应力砖传感器分辨率；
所述应力砖传感器以实际运行中监测的应力砖应力光学条纹为对比目标，以三维数值模拟中平行于偏振片的内裂纹直径所在二维平面的光学应力光学条纹值与对比目标一致情况下的结构模型应力值作为应力监测值；应力值计算时，使用内裂纹初始应力光学条纹校准初始应力值。
2.根据权利要求1所述的一种智慧应力砖传感器，其特征在于，所述玻璃块体平行的两面距离≥2cm。
3.根据权利要求1所述的一种智慧应力砖传感器，其特征在于，所述识别标志关联的信息包括应力砖身份、设计参数、制作参数、计算参数信息，及应力砖对应工程信息及应力砖所在结构中的位置信息；
所述识别标志是通过脉冲激光聚焦到玻璃块体内部制作的纳米到微米级不透光白点组成的图案，识别标志的位置远离内裂纹。
4.根据权利要求1所述的一种智慧应力砖传感器，其特征在于，所述玻璃块体内部还设有定位标记矩阵点；
所述识别标志关联的信息还包括定位标记矩阵点布置信息；
玻璃块体内部的定位标记矩阵点为脉冲激光聚焦到玻璃块体内部制作的纳米到微米级不透光白点的集合，直径0.2mm-1mm；定位标记矩阵点包含至少3个点，且位置覆盖3处边角；在形成单一定位标记矩阵点时，不能出现透明的裂纹扩展环，防止造成对玻璃砖内应力影响。
5.根据权利要求1所述的一种智慧应力砖传感器，其特征在于，所述内裂纹的制作方式为：
S1.在玻璃内部平行于玻璃上下表面的平面内设计一层散点阵，散点阵整体分布在圆形区域或椭圆形区域，直径大于等于6mm，散点与散点之间在水平方向间距0.01-0.1mm，垂直方向间距为0，即只有一层散点记录点阵每一个坐标点的三向坐标；所述上下表面，是指垂直于偏振片平面的面；
S2.激光经聚焦镜垂直于上或下表面入射进入玻璃内部，聚焦于点阵中某一点的坐标，聚焦点能量超过玻璃破坏阈值后产生一破坏点；激光水平移动，按照设计点阵的坐标点位置依次聚焦直至产生破坏点；脉冲激光聚焦焦距≤15cm，电压6-10v，电流20-50A；
S3. 按照S1设计的点阵重复S2多次，直至设计的点阵处及外边缘形成一圈与破裂面相连的整齐、平整的裂纹扩展区，且裂纹为尖端光滑连续的正圆或椭圆，所述破裂面与裂纹扩展区组成所述内裂纹；所述裂纹尖端光滑连续是指尖端形状在数学上的一次求导函数连续，不出现无限值或跳跃不连续值。
6.根据权利要求1所述的一种智慧应力砖传感器，其特征在于，所述反射镜面外设有油漆或喷砂浆保护层。
7.一种结构应力监测方法，其特征在于，包括：
将权利要求1~6任一项所述智慧应力砖传感器置于待监测结构的立面内，露出设有偏振片的一面，偏振片与待监测结构表面平齐；对待拍摄面提供光源补光；
采用拍摄装置拍摄所述智慧应力砖，获得包含应力光学条纹及识别标志的图像，并发送至图像处理模块；图像处理模块通过识别标志唤醒服务器，从识别标志关联的数据库中获取对应智慧应力砖传感器关联的信息，并基于获取的数据及所述图像上的应力光学条纹计算应力值，包括：
a. 建立应力砖传感器的及周边待监测结构的三维数值仿真模型，对智慧应力砖传感器施加第一外部力，进行应力砖的内应力计算，将应力砖内应力值转化为应力光学条纹值；
b. 提取平行于偏振片的内裂纹直径所在二维平面的应力光学条纹结果，调整第一外部力直至计算得到的应力光学条纹值与应力砖内裂纹初始应力光学条纹一致；
c. 对周边待监测结构施加第二外部力，进行应力砖及待监测结构的应力计算，将应力砖内部应力值转化为光学应力条纹值；
d. 提取平行于偏振片的内裂纹直径所在二维平面的条纹结果，将此结果与拍摄图像进行比较；如果两者一致，将三维数值仿真模拟计算的周边待监测结构应力结果作为本次监测的待监测结构内应力值；如果不一致，则调整c中外部力数值，重复c~d直到两者一致。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：将历次拍摄的应力光学条纹图像及计算的应力值存储至云服务器和/或本地服务器，并从云服务器和/或本地服务器获取该智慧应力砖的历史监测信息和本次监测信息，自动发送至移动终端，信息与应力砖身份的对应关系通过识别标志关联完成。
9.一种结构应力监测***，其特征在于，包括：
权利要求1~6任一项所述智慧应力砖传感器；
拍摄装置，用于拍摄所述智慧应力砖传感器，获得包含应力光学条纹及识别标志的图像；
图像处理模块，包括应力计算单元和身份识别单元，所述身份识别单元基于识别标志与本地和/或云端服务器交互，获取智慧应力砖传感器的关联信息数据，所述应力计算单元基于所述图像及获取的关联信息数据计算应力光学条纹的应力值；
本地和/或云端服务器，用于存储智慧应力砖的关联数据信息，并通过内部识别标志与移动终端进行数据交互。
10.根据权利要求9所述的***，其特征在于，所述识别标志的关联数据还包括对应的智慧应力砖传感器的历史应力值监测记录。
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