陈庆丰

（邵阳学院　422000）

试论智能材料在土木工程建设中的应用

陈庆丰

（邵阳学院422000）

人类进入21世纪后，智能材料得到了广泛的应用。依托于生物科学的设计灵感，当前智能材料已成为高新材料的重中之重。从具体实践来看，智能材料的应用渠道与方式愈加灵活多样，可以说在当前的一段时间，智能材料前景广阔，必将代表材料领域的发展方向，引领材料领域的发展潮流。通过对智能材料的概述，本文指出了智能材料的优点与特长，并且分析了该材料的发展现状，对其发展趋势进行了合理预测，以期提高智能材料在土木建设中的应用水平。

土木工程；智能材料；应用

智能材料是一种新兴的材料，它能够智能化地感知并判断外部刺激，甚至能够采取一定的措施进行处理，换句话说它不仅具有“认知”能力，而且具有相当强的“执行力”。基于该材料的上述优点，我们将其命名为智能材料，它隶属第四代材料的范畴。可以说，智能材料的出现掀起了材料领域的一场革命。

1　当前智能土木结构工程发展情况

在土木工程领域，如果将智能材料用于土木工程，就形成了智能土木结构。和一般的土木工程结构一样，智能土木工程统一非常强调结构的安全程度和稳固性，对其持久耐用的性质考察十分严格。所以，基于此本文将重点探究如何才能最大程度地保证智能土木结构的良好性能。在工程实施之前，就必须对该结构的各种性能进行深入探究，这样一方面有利于实现建筑效益的最优化，同时能够有效地规避风险，促进工程的良好实施。传统的检测手段单纯地基于外部检测，无法及时监控结构内部各种性能的实况。这样，如果结构内部出现损耗或其他不良现象，利用传统的检测手段就不能做到及时监控，并提出预警。当前，智能传感器被广泛应用于高层建筑以及其他大规模的施工建筑，它可以有效地感知内部结构的微妙变化，在很大程度上为施工建设提供了保障。当前高科技手段不断发展，在这种背景下，智能传感器得以问世，并被广泛地应用于建筑施工中。通过对建筑结构的改变进行客观检测，它能够及时地采取措施，做出适当调整，提高建筑施工的安全性。鉴于该技术的优良特征，它被广泛地应用到社会各个领域，智能大厦就是在利用该项技术的基础上发展起来的。建筑应用的研究重点就是智能震动控制方法。

2　智能材料的工程运用分析

不同的智能材料功能各异，在此基础上可以对其进行划分。一般来说，主要有两类∶①感知材料；③驱动材料。前者的特点在于能它能够对各种外部刺激，例如物理和化学刺激进行客观感知。具体来说，它又可以被划分为若干种，其中运用比较多的就是记忆合金。而对于后者来说，其主要特点在于能够在对这些刺激进行适当判断的基础上，做出适当反应进行调整，其中的代表当为电致伸缩材料。

当今科学技术手段先进，光导纤维得到大量应用，各个行业与领域都能发现光导纤维的身影。一般来说，在建筑工程中，主要运用了光导纤维的通讯与监控作用。将其用于混凝土结构中，可以有效控制混泥土结构的变化。另外，在土木结构中运用光纤传感器，能够及时掌握根基损耗元件的具体情况。而近几年来碳纤维之所以备受追捧，一方面是因为它保留了碳的独特属性，另一方面又具备纤维可处理、柔韧性强的优良性能。将其置于水泥熔浆中，进行适当调节，水泥熔浆便会发生回应力敏感变化。这时候，如果发生损害或破裂的现象，光纤传感器便会及时监控到这些变化，继而发出警报。另外，在土木建设中，碳纤材料也有着自身的独特优势。因为碳纤有着良好的诊断能力，所以在桥墩和水坝的建设中都有该材料的应用。就桥梁来说，它的自身强度越大，载荷承受能力也就越大，反之亦然，二者呈正相关。对桥梁的养护往往需要依托于检测的实际结果，智能检测器能够客观地检测出桥梁承受重量的最大值，在很大程度上节省了养护开支，避免了资源浪费。具体来看，需要将光敏管、发光管以及光纤检测器分别置于桥梁的不同位置。随着承受重量的变化，发光管与光敏管会发生相应变化，同时光纤传感器会及时接收到光敏管和发光管的变化情况。这样，利用有关的公式加以计算，就能够把握受测桥梁能够承受重量的实际能力。

3　结语

当前，在土木建设领域，智能材料应用范围愈加广泛，受到很大重视。与此同时，在其他的相关行业与领域，例如材料学与计算机学也都能发现智能材料的存在。继天然材料、人工设计材料和合成高分子材料，智能材料已成为当前的第四代新型材料，它的问世改变了传统，掀起了材料领域的一场革命。智能材料在土木工程中的应用必将为土木工程带来深远影响。因此，当务之急就是对该材料的具体性能进行不断地探究与分析，突破现状，获得发展。与此同时，大力吸收与借鉴发达国家智能材料的优秀经验，深化应用层次，扩宽应用领域，组织独立的科研单位对其进行全面系统的研究与探索。

[1]阎平.智能材料在土木工程中的应用[J].现代物业（上旬刊），2011（07）.

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TU59

A

1673-0038（2015）11-0042-01

∶2015-2-25

∶陈庆丰（1989-），男，汉族，湖南岳阳人，本科。