導語：土木工程智能材料結構系統分析一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

【摘要】智能材料結構系統是指以智能材料為主導材料,具有仿生命的感覺和自我調節功能的結構系統。這里所說的智能材料是某些具有特殊功能的材料、如電流變材料、磁流變材料、光纖材料、壓電材料、磁致伸縮材料和記憶合金等。當把這些智能材料按其特殊功能以某種方式融合到結構基體材料之中或與結構構件相結合時,它就會發揮自己的傳感和驅動功能來實現結構的感覺和自我調節功能。而在土木工程中，由于工程的穩定性以及安全性等諸多要求，因此對智能材料結構系統的需求也更為巨大。本文將對土木工程中的智能材料結構系統進行分析。

【關鍵詞】土木工程；智能材料；結構系統

在土木工程中，智能材料可以分為兩類，一類是對內部或者外部的刺激感應具有感知性能的材料,稱為感知材料。另一類是能夠對外部條件或在內部發生變化時做出反應的材料,稱為驅動材料。而在土木工程中，系統集合、驅動器、傳感器和控制器是四個主要技術材料系統。考慮到土木工程的特殊性，智能材料結構系統在土木工程中主要在具有自診斷和自適應功能的機敏混凝土結構和具有感覺和自我調節功能的減震結構。通過這兩種結構的運用，智能材料結構系統能夠實現在土木工程中的良好運用。

1具有自診斷和自適應功能的機敏混凝土結構

1.1自診斷功能。在土木工程中，混凝土結構支撐起了其自身發展的橋梁。在現代智能材料結構系統的作用下，通常在混凝土中混入光導纖維材料，如此一來，混凝土材料在實際的作用中，能夠結合光導纖維的作用，實現辦公通訊中的智能化。且在土木工程的建設中，由于光導纖維與混凝土結構的結合，大大節省了建筑空間，使得人們在辦公的同時實現數據資源的共享。同時，還可以通過光導纖維連接空調以及火警傳感器，通過在混凝土結構中加入光導纖維控制器，同時引入碳纖維，碳纖維會通過壓力的疊加誘導電阻產生變化，從而實現光導纖維控制器的觸發，使得火警以及空調裝置能夠平穩運行。這就反映出了機敏混凝土結構的自診斷性。通過碳纖維感知壓力的變化，進而控制電阻產生相應變化，從而促進相關裝置的觸發，有效地保證了人類工作的正常進行。1.2自適應功能。在土木工程的混凝土工作的過程中，往往會因為壓力過大而產生斷裂，為了解決這一問題，可以利用智能材料結構系統，在混凝土中注入縮聚高分子溶液的玻璃空心纖維，如此一來，在混凝土承受巨大壓力斷裂時，這些玻璃空心纖維可以實現自主性斷裂，從而使得高分子溶液融入到混凝土的裂縫中來，有效地保證了混凝土材料的堅韌性。通過這一玻璃空心纖維的作用，可以有效地延長混凝土結構的使用壽命，體現出了機敏混凝土結構的自適應功能。利用機敏混凝土材料的自適應功能，可以實現土木工程中重大項目的合理運用。例如，在進行橋梁建設時，可以利用機敏混凝土材料的自適應功能，提升橋梁的穩定性，從而有效地延長橋梁的使用壽命，有利于土木工程項目的整體性建設。

2具有感覺和自我調節功能的減震結構

2.1感覺功能。在土木工程的建設中，減震結構是決定土木工程建設項目實施效果的關鍵，因此，在智能材料結構系統中，通過對減震結構進行合理性的設計和規劃，能夠保證土木工程建設的穩定性，從而促進土木工程項目的合理性展開。在減震結構中，最具有代表性的便是形狀記憶合金。形狀記憶合金作為一種優異的材料，其可以通過溫度的變化改變自身的形狀，并且在溫度回復的過程中，形狀記憶合金的形狀也會回到初始位置，這一過程稱作熱彈性馬氏體相變。通過熱彈性馬氏體相變的過程，形狀記憶合金保證了其自身的形狀記憶功能，并且具有超強的彈性恢復能力。利用形狀記憶合金這一超強的彈性恢復能力，其通常被應用于諸多結構的裂縫自診斷系統。形狀記憶合金在恢復形狀的過程中會產生相當大的拉力，從而促使材料進行自身修復。如此一來，通過形狀記憶合金的彈性恢復功能，土木工程建設中實現了對相關材料的保護。這也體現除了土木工程中智能材料結構系統的感覺功能。即通過感知形狀的變化，從而進行自主性修復，保證了材料作用的穩定性。2.2自我調節功能。在土木工程的項目建設中，通常運用到減震結構的自我調節功能，通過這一功能，可以有效地實現減震結構自身的優良性能，有利于減震結構的整體性發展。例如，可以作用壓電材料制作傳感器以及驅動元件，通過材料中正負電荷的變化，可以實現材料自身的自我調節。而傳感器通過把壓力以及電阻相結合，通過感知壓力的變化來控制電阻，從而實現元件的正常工作。如此一來，通過材料的自我調節，有效地實現了智能材料結構系統在土木工程中的優良性能，同時通過這些不同材料的相互作用，可以實現土木工程建設項目的穩定性以及完整性。通過這些智能材料結構系統優異的性能保證，可以結合出不同用途的材料，在投入生產的過程中，通過這些材料的不同屬性，可以實現土木工程項目的合理性開展。

3結束語

土木工程建設是一個極其需要創新的過程，通過智能材料結構系統的運用，土木工程能夠利用現有的材料，使得他們換發出更多的生機和活力。通過具有自診斷和自適應功能的機敏混凝土結構，可以實現相關材料的穩定性，同時通過混凝土結構的自診斷功能，可以實現對火警報警系統以及空調設備等的使用。而通過自適應功能，可以結合混凝土結構中的玻璃空心材料，在混凝土結構發生斷裂時，玻璃空心材料可以自動注入，有效地延長了混凝土結構的使用壽命。通過具有感覺和自我調節功能的減震結構，可以實現形狀記憶合金的感覺功能與相關結構的結合，從而提升項目整體建設的穩定性。同時通過壓電材料的自我調節功能，可以實現減震結構的合理性運用。如此一來，通過混凝土結構以及減震結構的運用，智能材料結構系統可以實現在土木工程中的合理性運用，同時智能材料結構系統也保證了土木工程建設的穩定性，通過這些不同用途材料的相互結合，可以實現不同功能的匯總，從而保證結構作用的全面性。

參考文獻

[1]孟代江.智能材料結構系統在工程設備中的應用[J].中國設備工程,2017(1):140-141.

[2]代永紅.淺談智能材料結構系統應用在土木工程中的研究[J].城市地理,2014(20):43.

作者:李嘉興 單位:西安思源學院城市建設學院