土木工程智能材料的應(yīng)用發(fā)展研究論文

1、土木工程智能材料的應(yīng)用發(fā)展研究論文 土木工程智能材料的應(yīng)用發(fā)展研究論文摘要:0 引言 隨著材料技術(shù)的快速發(fā)展，越來越多的高新技術(shù)被運(yùn)用到工程材料的研發(fā)中，各種新型材料層出不窮，以復(fù)合材料為基礎(chǔ)發(fā)展而來的智能材料，為解決相應(yīng)材料的力學(xué)問題提供了科學(xué)牢靠的途徑。作為有著多學(xué)科交叉背景的綜合學(xué)科，智能材料為土木工程中日益復(fù)關(guān)鍵詞:土木工程,智能,材料,應(yīng)用,發(fā)展,研究論文,引言,隨著,材料0 引言 引言隨著材料技術(shù)的快速發(fā)展，越來越多的高新技

2、術(shù)被運(yùn)用到工程材料的研發(fā)中，各種新型材料層出不窮，以復(fù)合材料為基礎(chǔ)發(fā)展而來的智能材料，為解決相應(yīng)材料的力學(xué)問題提供了科學(xué)牢靠的途徑。作為有著多學(xué)科交叉背景的綜合學(xué)科，智能材料為土木工程中日益復(fù)雜的結(jié)構(gòu)提供了實(shí)現(xiàn)的可能性，因此這一學(xué)科的研究也日益受到重視。諸如大跨度橋梁、高層建筑、水利樞紐、海洋鉆井平臺以及油氣管網(wǎng)系統(tǒng)之類的基建設(shè)施，在其較長的使用期中，外界各種不利作用會使得組成這些結(jié)構(gòu)的材料發(fā)生不可逆的變化，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不同程度地性

3、能衰減、功能弱化，甚至?xí)T發(fā)重大工程事故。若是能將智能材料運(yùn)用到對這些超規(guī)模的工程結(jié)構(gòu)物中，能夠時(shí)刻評定相應(yīng)的安全性能、監(jiān)控?fù)p傷，并智能修復(fù)，則將為未來工程建設(shè)提供新的發(fā)展思路。所謂智能材料，是指隨時(shí)能夠?qū)Νh(huán)境條件及內(nèi)部狀態(tài)的變化做出精準(zhǔn)、高效、合適的響應(yīng)，同時(shí)還具備自主分析、自我調(diào)整、自動修復(fù)等功能的新材料。受仿生學(xué)科的啟在具體的工程中，若要實(shí)現(xiàn)這么多的功能，僅僅依靠單一材料是無法實(shí)現(xiàn)的，因此通常情況下都是通過多種智能材料的組合才能達(dá)

4、到目的。2 智能材料在土木工程結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用 智能材料在土木工程結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用2.1 光導(dǎo)纖維光纖維的主要化學(xué)成分為二氧化硅，作為信息傳遞的絕佳介質(zhì)，有著其他任何材料無法比擬的傳導(dǎo)能力。材料主要由內(nèi)層圓柱形透明介質(zhì)和外層圓環(huán)形透明介質(zhì)組成，內(nèi)層為纖芯，外層為包層。內(nèi)外層折射率的差異能夠保證攜帶信息的光在纖維里面能量損失少，傳輸距離大。將光纖維植入到混凝土結(jié)構(gòu)中，制成光纖維混凝土結(jié)構(gòu)。當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)因外部因素的變化而產(chǎn)生變形時(shí)，植入砼結(jié)構(gòu)中的纖

5、維也隨之發(fā)生變化，進(jìn)而導(dǎo)致纖維中的光發(fā)生改變，相應(yīng)的傳感器能夠直接獲取變化，從而間接確定混凝土結(jié)構(gòu)的各種性能變化，實(shí)現(xiàn)對結(jié)構(gòu)的全方位監(jiān)測，為工程的可持續(xù)性提供技術(shù)指導(dǎo)。并且，分布監(jiān)控的模式可保證混凝土結(jié)構(gòu)任何部位的改變均能被監(jiān)測到，相當(dāng)于在混凝土結(jié)構(gòu)中創(chuàng)造了一個(gè)全覆蓋、光角度、無死角的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，兩者組合而成的光纖維混凝土可以認(rèn)為是一種具有強(qiáng)大自我調(diào)節(jié)的智能材料。當(dāng)前，光纖維混凝土結(jié)構(gòu)主要的工程應(yīng)用包括：混凝土的溫度及溫度應(yīng)力監(jiān)測、混凝土