智能材料在土木工程中的應(yīng)用探討論文（通用6篇）

　　各種智能材料在土木工程中得以廣泛應(yīng)用，對(duì)于提高土木工程的安全性、適用性、耐久性具有極為重要的意義，下面是小編搜集整理的一篇探究智能材料在土木工程應(yīng)用的論文范文，供大家閱讀參考。

　　智能材料在土木工程中的應(yīng)用探討論文 篇1

　　摘 要：隨著人們對(duì)土木工程質(zhì)量和使用功能的要求不斷提高，包括光纖、壓磁、壓電、記憶合金等各種智能材料在土木工程領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。文章介紹了智能材料的概念、特點(diǎn)及其在土木工程中的應(yīng)用情況，并展望了其在未來(lái)的應(yīng)用趨勢(shì)。

　　關(guān)鍵詞：土木工程;智能材料;應(yīng)用

　　前言

　　隨著人們對(duì)土木工程質(zhì)量和使用功能的要求不斷提高，包括光纖、壓磁、壓電、記憶合金等各種智能材料在土木工程領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，有效解決了土木工程中結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度變化以及形變等問題，有關(guān)智能材料的研究越來(lái)越受到世界各國(guó)研究人員的重視。

　　1 智能材料的概念

　　有關(guān)智能材料(Intelligent material)目前在世界范圍內(nèi)還沒有一個(gè)統(tǒng)一的概念，但通常來(lái)說，智能材料就是指本身具備感知外部和內(nèi)部環(huán)境的變化，對(duì)之進(jìn)行分析、處理、判斷，并采取一定的措施進(jìn)行適度響應(yīng)的智能特征的材料。在土木工程領(lǐng)域，智能材料是繼天然材料、合成高分子材料、人工設(shè)計(jì)材料后的第四代材料。

　　2 智能材料的特點(diǎn)

　　在土木工程中，智能材料根據(jù)其功能特點(diǎn)的不同可分為感知材料和智能驅(qū)動(dòng)材料兩大類，其中感知材料就是自身可感知外界環(huán)境或內(nèi)部刺激的材料，而智能驅(qū)動(dòng)材料是指當(dāng)外界環(huán)境因素或內(nèi)部狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)可對(duì)這種變化做出響應(yīng)或驅(qū)動(dòng)的材料�？傮w上來(lái)說，智能材料主要有七個(gè)功能，即：

　　(1)感知功能：可對(duì)外界或內(nèi)部的刺激進(jìn)行監(jiān)測(cè)和識(shí)別;

　　(2)反饋功能：將監(jiān)測(cè)到的內(nèi)容傳輸、反饋;

　　(3)信息識(shí)別和積累功能：對(duì)反饋的信息進(jìn)行識(shí)別和記憶;

　　(4)響應(yīng)功能：對(duì)外界和內(nèi)在變化進(jìn)行及時(shí)、靈活的響應(yīng);

　　(5)自診斷功能：對(duì)于信息進(jìn)行診斷、分析;

　　(6)自修復(fù)能力：按照設(shè)定的方式對(duì)故障進(jìn)行修復(fù);

　　(7)自適應(yīng)能力：在外部刺激消除后可自行恢復(fù)到原狀態(tài)。可見，智能材料可實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的自我監(jiān)控、診斷、檢測(cè)、修復(fù)和適應(yīng)等各種功能，實(shí)際工程中，要想實(shí)現(xiàn)這么多功能一般需要多種智能材料的組合來(lái)達(dá)到目的。

　　3 智能材料在土木工程中的應(yīng)用

　　土木工程中應(yīng)用的常見智能材料有光導(dǎo)纖維、壓電材料、壓磁材料、形狀記憶合金等等。

　　3.1 光導(dǎo)纖維

　　光導(dǎo)纖維簡(jiǎn)稱光纖，是一種纖維狀的光通信介質(zhì)材料，普遍用于各種高要求的通信傳輸中，具有傳輸速度快、無(wú)信號(hào)衰減、并行處理能力強(qiáng)、信息容量大等多種優(yōu)點(diǎn)。在土木工程中，可充分利用光導(dǎo)纖維的特點(diǎn)，將其用于監(jiān)測(cè)、傳感以及信息遠(yuǎn)距離傳輸?shù)�，目前較成熟的做法是將光纖埋置于混凝土結(jié)構(gòu)中，作為傳感原件，以實(shí)現(xiàn)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的監(jiān)測(cè)、診斷、分析等功能。眾所周知，混凝土結(jié)構(gòu)具有抗拉強(qiáng)度較差、鋼筋易銹蝕等缺點(diǎn)，而且在大體積混凝土澆筑過程中由于結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差較大容易出現(xiàn)溫度裂縫，此時(shí)通過光纖作為傳感元件即可實(shí)現(xiàn)對(duì)混凝土內(nèi)外溫差的`監(jiān)控，當(dāng)出現(xiàn)內(nèi)外溫差高于設(shè)計(jì)要求時(shí)，光纖可及時(shí)將信息反饋給管理人員，實(shí)現(xiàn)即時(shí)報(bào)警，以便及時(shí)采取措施控制內(nèi)外溫差，提高混凝土結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量。

　　3.2 光導(dǎo)纖維的應(yīng)用

　　光導(dǎo)纖維由外包層與內(nèi)芯構(gòu)成，是一種纖維狀光通信介質(zhì)材料，該材料采用先進(jìn)的信息傳輸技術(shù)起初用于通信傳輸系統(tǒng)，由于作為信息載體的光子在速度與容量上高于電子，因此得到較為迅速的發(fā)展。光子所具有的高并行處理能力與高信息率，潛力在信息容量與處理速度得到充分發(fā)揮。光纖材料在監(jiān)測(cè)、傳感及信息遠(yuǎn)距離傳輸?shù)确矫娴玫綉?yīng)用，將光纖作為傳感元件埋入傳統(tǒng)混凝土結(jié)構(gòu)中針對(duì)結(jié)構(gòu)方面各項(xiàng)指標(biāo)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)測(cè)、診斷、控制、預(yù)報(bào)及評(píng)價(jià)等功能，而且將形狀記憶合金等驅(qū)動(dòng)元件埋入，有機(jī)結(jié)合信息處理系統(tǒng)與控制元件，使混凝土結(jié)構(gòu)具有智能功能，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)自我診斷與修復(fù)。在土木工程結(jié)構(gòu)診斷及主動(dòng)控制地震響應(yīng)中，光纖材料一直作為設(shè)計(jì)傳感器的一種比較理想的材料，我國(guó)目前也已將其用于檢測(cè)評(píng)定三峽大壩。

　　3.3 壓電材料

　　壓電材料是指受到壓力作用時(shí)會(huì)在兩端面間出現(xiàn)電壓的晶體材料。在土木工程領(lǐng)域常將其用做對(duì)結(jié)構(gòu)振動(dòng)、形變等進(jìn)行感知的元件，當(dāng)前，對(duì)于壓電材料的研究主要集中于實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)振動(dòng)的主動(dòng)控制中，這也是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。工程實(shí)際中常用作建筑物對(duì)噪聲的主動(dòng)控制、靜變形控制的傳感器，以及對(duì)建筑物結(jié)構(gòu)安全性、健康狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)和評(píng)定等。

　　3.4 壓磁材料

　　在土木工程中，常用的壓磁材料包括磁流變材料和磁致伸縮智能材料等。磁流變材料的工作原理是在外加磁場(chǎng)的作用下，磁流變液懸浮體系的流變性能發(fā)生變化，且當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度高于臨界場(chǎng)強(qiáng)時(shí)，磁流變體迅速由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)，因此可在電視塔、超高層建筑以及大跨度橋梁中可利用壓磁材料的這一性質(zhì)實(shí)現(xiàn)對(duì)地震的半自動(dòng)控制，將地震對(duì)建筑物的破壞大幅降低。此外，磁致伸縮材料由于具有較強(qiáng)的磁致伸縮效應(yīng)使其在電磁和機(jī)械之間可進(jìn)行可逆轉(zhuǎn)換，在土木工程領(lǐng)域的應(yīng)用前景被廣泛看好。

　　3.5 形狀記憶合金

　　形狀記憶合金是具有形狀記憶效應(yīng)的一種智能合金材料，在將其形狀改變后，在一定的條件下其形狀記憶效應(yīng)可被激發(fā)出來(lái)，產(chǎn)生強(qiáng)大的回復(fù)應(yīng)力和回復(fù)應(yīng)變，同時(shí)形狀記憶合金也具備較強(qiáng)的能量傳輸儲(chǔ)存能力，因此在土木工程中可將其置于結(jié)構(gòu)中，實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)的自我診斷、增加材料的韌性和強(qiáng)度等，在結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形、裂縫、損傷以及受到外界振動(dòng)影響時(shí)，較大部分的能量都可被形狀記憶合金吸收并耗散掉，因此增加了結(jié)構(gòu)的安全可靠性，最常用的是利用其這一優(yōu)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)對(duì)地震作用的被動(dòng)控制，工程實(shí)踐中，將形狀記憶合金安置于結(jié)構(gòu)層間、底部或建筑物四角等受地震力作用較大部位，實(shí)現(xiàn)對(duì)地震能量的吸收和消耗。

　　4 結(jié)束語(yǔ)

　　綜上所述，各種智能材料在土木工程中得以廣泛應(yīng)用，對(duì)于提高土木工程的安全性、適用性、耐久性具有極為重要的意義，同時(shí)由于智能材料本身具備的自動(dòng)監(jiān)控、傳感、修復(fù)、自適應(yīng)等能力對(duì)于發(fā)展主動(dòng)式智能建筑具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義，對(duì)于改變傳統(tǒng)建筑的使用功能和抵御地震、颶風(fēng)等自然災(zāi)害的能力具有重要作用，當(dāng)前在我國(guó)智能材料的研究和應(yīng)用還處于相對(duì)落后的局面，但相信隨著人們對(duì)智能材料的認(rèn)識(shí)越來(lái)越深，更多的智能材料將被用于土木工程領(lǐng)域。

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　　智能材料在土木工程中的應(yīng)用探討論文 篇2

　　1、智能材料在土木工程中的應(yīng)用

　　1.1光導(dǎo)纖維在混泥土材料的監(jiān)控

　　光導(dǎo)纖維材料，是一種光通信介質(zhì)，其最大優(yōu)點(diǎn)是傳輸速度快、信號(hào)衰減低和并行處理能力較強(qiáng)，經(jīng)常被用于高要求的通信傳輸中。光導(dǎo)纖維和光纖傳感器在土木工程中，主要用于對(duì)混泥土固化的監(jiān)控�；炷嗤两Y(jié)構(gòu)最大的缺點(diǎn)是抗拉強(qiáng)度弱、內(nèi)部鋼筋容易被腐蝕等，在大面積澆筑過程中由于混泥土結(jié)構(gòu)內(nèi)部和外部溫度差異而導(dǎo)致混泥土塊體出現(xiàn)裂縫。這種情況下，將光纖作為傳感元件埋入混泥土結(jié)構(gòu)中，對(duì)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、溫度、變形、裂縫、振動(dòng)等可能引起混泥土結(jié)構(gòu)損傷的危險(xiǎn)因素進(jìn)行檢測(cè)、診斷、預(yù)報(bào)。更進(jìn)一步，如果控制元件能接入信息處理系統(tǒng)，并引入形狀記憶類金屬等智能材料，形成完整的控制系統(tǒng)，將能實(shí)現(xiàn)混泥土材料的自適應(yīng)功能———這正是目前智能材料結(jié)構(gòu)系統(tǒng)在土木工程中應(yīng)用的前沿課題。

　　1.2壓電材料

　　壓電材料一般是指在收到壓力后，材料兩端會(huì)出現(xiàn)電壓的晶體材料。壓電材料在土木工程中的應(yīng)用主要包括對(duì)于結(jié)構(gòu)的靜變形控制、噪聲控制和抗震抗風(fēng)等領(lǐng)域。傳統(tǒng)的壓電材料使用方法是通過壓電傳感元件對(duì)結(jié)構(gòu)的震動(dòng)進(jìn)行感知，利用傳感器輸出結(jié)果，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)于震動(dòng)的感知和預(yù)警。在此基礎(chǔ)上，采取合適的控制算法對(duì)壓電體的輸入進(jìn)行控制和定量，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)于結(jié)構(gòu)震動(dòng)的控制，這是目前壓電類智能材料的研究前沿。隨著研究的深入和技術(shù)的進(jìn)步，壓電類的智能結(jié)構(gòu)土木工程中的應(yīng)該越來(lái)越廣泛。

　　1.3壓磁材料

　　壓磁材料在土木工程中的應(yīng)用主要包括磁流變材料和磁致伸縮材料�；�于磁流變材料的原理，當(dāng)磁場(chǎng)的強(qiáng)度高于臨界強(qiáng)度時(shí)，磁流變?cè)跇O短時(shí)間內(nèi)從液態(tài)向固態(tài)轉(zhuǎn)化。在介于固液體之間可根據(jù)磁流變液特點(diǎn)具有的快速、可控及可逆性質(zhì)，控制流體特性實(shí)施時(shí)需要較低的能量，因此在智能結(jié)構(gòu)中通常將磁流變液作為動(dòng)器件的主要材料�；�于這點(diǎn)，磁流變材料可用于高層建筑的結(jié)構(gòu)中，實(shí)現(xiàn)對(duì)地震的半主動(dòng)控制。因?yàn)闈撛趹?yīng)用前景的廣闊，使得磁致伸縮材料近年來(lái)得到很大關(guān)注。磁致伸縮材料具有強(qiáng)烈的磁致伸縮效應(yīng)，這種材料可以在電磁和機(jī)械之間進(jìn)行可逆轉(zhuǎn)換，這種特性使其可以用于大功率超聲器件、聲納系統(tǒng)、精密定位控制等很多領(lǐng)域。

　　1.4形狀記憶合金

　　形狀記憶合金是一種具有形狀記憶效應(yīng)的智能材料。形狀記憶合金的形狀被改變后，在一定條件下能激發(fā)其形狀記憶效應(yīng)，這一過程中，材料產(chǎn)生高于700兆帕的回復(fù)應(yīng)力及8%左右的回復(fù)應(yīng)變，同時(shí)具有較強(qiáng)的能量傳輸儲(chǔ)存能力�；�于這一特性，形狀記憶合金在土木工程中最大的用處是用于各種結(jié)構(gòu)中來(lái)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的自我診斷、增加材料的韌性和強(qiáng)度等、增強(qiáng)材料的適應(yīng)控制。形狀記憶合金還可以被研制成智能驅(qū)動(dòng)器，用于對(duì)結(jié)構(gòu)變形、裂縫和振動(dòng)方面的控制。形狀記憶合金具有較高相變回復(fù)力，結(jié)合該特性能夠研制開展形狀記憶合金被動(dòng)耗能控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)相變偽彈性性能，可在土木工程結(jié)構(gòu)中用于耗能抗震的.被動(dòng)控制。目前的土木工程實(shí)踐中，通常在結(jié)構(gòu)層間或底部等受地震作用較大的位置安置形狀記憶合金被動(dòng)耗能控制系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)耗能系統(tǒng)對(duì)結(jié)構(gòu)的層間變形的感知，進(jìn)而起到消耗地震能量的作用。

　　2、智能材料的優(yōu)點(diǎn)局限性

　　土木工程中應(yīng)用的智能材料具有反饋信息、自我診斷、自我修復(fù)、自適應(yīng)能能力，實(shí)踐也表明，智能材料在實(shí)際土木工程中的應(yīng)用使得工程結(jié)構(gòu)具有高強(qiáng)度和耐久性等特點(diǎn)，同時(shí)能智能化地執(zhí)行指令，能較好的適應(yīng)外部環(huán)境的變化。但上述的光纖、形狀記憶合金、壓電和壓磁等材料，本質(zhì)上屬于高智能復(fù)合材料，其最大的局限性在于使用成本很高，造價(jià)太貴。這一缺點(diǎn)，使得目前對(duì)于智能材料的應(yīng)用智能局限于檔次較高、標(biāo)準(zhǔn)較高的建筑工程，智能材料在普通民居建筑中的應(yīng)用還遙遙無(wú)期。另外，智能材料的應(yīng)用需要相應(yīng)的技術(shù)和配套材料設(shè)備的配合支撐，在施工中對(duì)于施工技術(shù)和工藝的要求較高。因此，但就目前看，對(duì)智能材料的應(yīng)用還不可能實(shí)現(xiàn)全方位的廣泛普及，但是，智能材料可能是未來(lái)土木工程材料的研究和發(fā)展方向。

　　3、結(jié)束語(yǔ)

　　綜上所述，智能材料在土木工程中的應(yīng)用彌補(bǔ)了傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)適應(yīng)環(huán)境能力弱的缺點(diǎn)，將建筑結(jié)構(gòu)需要人為檢測(cè)轉(zhuǎn)向建筑結(jié)構(gòu)帶自我檢測(cè)、調(diào)整和適應(yīng)功能。目前智能材料的應(yīng)用還局限在少部分高要求和高標(biāo)準(zhǔn)的建筑項(xiàng)目，科學(xué)界對(duì)于智能材料以及相關(guān)技術(shù)和配套設(shè)備的研究，是未來(lái)智能材料能廣泛應(yīng)用與土木工程結(jié)構(gòu)的前提和基礎(chǔ)。

　　智能材料在土木工程中的應(yīng)用探討論文 篇3

　　引言

　　隨著材料技術(shù)的快速發(fā)展，越來(lái)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(lái)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(tái)以及油氣管網(wǎng)系統(tǒng)之類的基建設(shè)施，在其較長(zhǎng)的使用期中，外界各種不利作用會(huì)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)不同程度地性能衰減、功能弱化，甚至?xí)�誘發(fā)重大工程事故。若是能將智能材料運(yùn)用到對(duì)這些超規(guī)模的工程結(jié)構(gòu)物中，能夠時(shí)刻評(píng)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(lái)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(dòng)修復(fù)等功能的新材料。受仿生學(xué)科的啟發(fā)，其目標(biāo)是要開發(fā)出能運(yùn)用到具體工程中、將無(wú)機(jī)材料變得有生命活力。二十世紀(jì)90年代初逐漸興起的智能材料結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，吸引了包括物理、化學(xué)、電子、航空航天、土木工程等領(lǐng)域的研究者涉足其中，取得了豐碩的成果。

　　1、智能材料的概念及特點(diǎn)

　　智能材料發(fā)源于“自適應(yīng)材料”（AdaptiveMate-rial），在Rogers和Claus等人的努力下，智能材料系統(tǒng)逐漸受到全世界各國(guó)官方機(jī)構(gòu)的認(rèn)可與重視，發(fā)展迅速。智能材料（IntelligentMaterial，IM）當(dāng)前沒有一個(gè)明確的定義，不過大體上都是根據(jù)功能做出相應(yīng)的定義，是繼天然材料、合成高分子材料、人工設(shè)計(jì)材料之后的第四代材料，具有不可限量的前景。智能材料產(chǎn)生的背景決定了其所具有的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，決定了其終將會(huì)帶來(lái)材料科學(xué)的重大革新。通常而言，智能材料主要以下七大功能：

　　（1）傳感：能夠?qū)��?nèi)外部的作用進(jìn)行監(jiān)控與鑒別；

　　（2）反饋：將監(jiān)控獲取的信息進(jìn)行傳輸以及反饋；

　　（3）信息識(shí)別與積累：識(shí)別并記憶反饋來(lái)的信息；

　　（4）響應(yīng)：對(duì)內(nèi)外部的變化做出靈活有效的反應(yīng)；

　�。�5）自診斷：對(duì)內(nèi)外部信息實(shí)施自行診斷、分析、評(píng)判等；

　�。�6）自修復(fù)：依特定的方法修復(fù)系統(tǒng)的故障；

　　（7）自適應(yīng)：待外部作用消失后可恢復(fù)原狀。

　　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(wú)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)到目的。

　　2、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(wú)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(duì)結(jié)構(gòu)的全方位監(jiān)測(cè)，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(cè)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(wú)死角的監(jiān)測(cè)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(cè)、混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的監(jiān)測(cè)與診斷、混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與變形監(jiān)測(cè)、混凝土結(jié)構(gòu)配合的鋼索應(yīng)力和變形監(jiān)測(cè)等。

　　2.2形狀記憶合金

　　何謂記憶合金，即材料具有形狀記憶能力。當(dāng)材料的形狀被改變后，其內(nèi)在的記憶效應(yīng)可被激發(fā)出來(lái)，進(jìn)而自動(dòng)產(chǎn)生回復(fù)應(yīng)力與應(yīng)變，驅(qū)使材料恢復(fù)原狀。同時(shí)，合金材料能夠傳輸能量并實(shí)現(xiàn)能量?jī)?chǔ)存。鑒于此，工程中可將記憶材料安置在結(jié)構(gòu)中，當(dāng)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形、裂縫、損傷以及外界動(dòng)荷載影響時(shí)，大部分的能量可被記憶合金材料消耗掉，可極大提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，若將材料運(yùn)用到多震地區(qū)的建筑結(jié)構(gòu)中，則會(huì)實(shí)現(xiàn)對(duì)地震能力的吸收與耗散，極大地提高建筑物的抗震性能，此舉屬于材料的智能被動(dòng)控制。形狀記憶合金材料所具有的相變超彈性，使其可用來(lái)制作耗能阻尼器，這種阻尼器實(shí)現(xiàn)了智能被動(dòng)控制。同時(shí)，由于其相變會(huì)引起超彈性滯回環(huán)的產(chǎn)生，使得材料具有極高的抗疲勞性，以此為基礎(chǔ)制作的阻尼器使用周期遠(yuǎn)勝于普通的阻尼器，可實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)品質(zhì)的大幅度提高。

　　2.3壓磁材料

　　土木工程領(lǐng)域中常規(guī)的壓磁材料主要包括磁流變材料和磁致伸縮智能材料等。在外部磁場(chǎng)作用下，磁流變液懸浮體系的黏彈塑性會(huì)發(fā)生明顯的變化，并且這種變化是可逆的。當(dāng)外部磁場(chǎng)超過一定強(qiáng)度后，磁流變也會(huì)在極短的時(shí)間內(nèi)變成固態(tài)，微觀上表現(xiàn)為材料的分散相顆粒沿著磁場(chǎng)方向結(jié)成了鏈狀結(jié)構(gòu)。磁流變液介于液體與固體之間的這種獨(dú)特的可變屬性，以及對(duì)這種特性實(shí)施控制時(shí)耗能低、變化范圍廣、成本低等特性，使得磁流變液成為工程結(jié)構(gòu)中作動(dòng)器件的重要材料。當(dāng)前，磁流變液主要被應(yīng)用到元器件的控制橋路以及電源的高速開關(guān)等多個(gè)領(lǐng)域。且磁流變液在土木工程領(lǐng)域的應(yīng)用主要集中在高層建筑、塔形建筑物、大跨框架和大跨度結(jié)構(gòu)等。同時(shí)，有著高磁致伸縮效應(yīng)的磁致伸縮智能材料，可以保證材料在機(jī)械與電磁直接進(jìn)行可逆轉(zhuǎn)換，因此具有廣闊的應(yīng)用前景。

　　2.4碳纖維混凝土材料

　　工程中混凝土的作用范圍很廣泛，因此對(duì)混凝土材料的改善也日益得到科研人員和工程從業(yè)者的支持，碳纖維混凝土的產(chǎn)生正是這一領(lǐng)域發(fā)展的重要產(chǎn)物，在混凝土中摻加一定比例的碳纖維，可賦予混凝土材料以驅(qū)動(dòng)功能和本征自感應(yīng)。作為一種高強(qiáng)度、高彈性、大導(dǎo)電性的材料，碳纖維的加入能極大改善混凝土的強(qiáng)度與韌性，并且碳纖維之間會(huì)形成具有電阻的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，在材料中起到阻隔導(dǎo)電的勢(shì)壘，大大降低混凝土材料的電阻率，從而使得材料的導(dǎo)電能力得到數(shù)量級(jí)上的顯著變化。不可忽視的是，這種混凝土的電導(dǎo)率與溫度及應(yīng)力的變化而表現(xiàn)出規(guī)律性的響應(yīng)。同時(shí)，碳纖維混凝土在溫度上表現(xiàn)為溫度變化造成電阻的變化，并且材料內(nèi)部的溫差也會(huì)衍生出熱電效應(yīng)，在電場(chǎng)的作用下碳纖維混凝土?xí)�產(chǎn)生熱變效應(yīng)（熱效應(yīng)與變形）。碳纖維的含量和混凝土材料的結(jié)構(gòu)共同影響材料的溫敏性，當(dāng)碳纖維的含量超過一定比例時(shí)，材料才有可能形成較為穩(wěn)定的`電動(dòng)勢(shì)。而碳纖維的摻入方式主要有兩種：短切亂向分布和連續(xù)碳纖維束單向增強(qiáng)。采取不同的摻入方式能使得碳纖維混凝土的力學(xué)性能得到不同程度的強(qiáng)化與提高，工程實(shí)踐表明：第一種方式更具有實(shí)用性。

　　2.5壓電材料

　　具有壓電效應(yīng)的壓電材料，經(jīng)常被用作驅(qū)動(dòng)元件和傳感元件。當(dāng)壓電材料受到外部因素作用時(shí)會(huì)因?yàn)槠渥陨戆l(fā)生變形而產(chǎn)生電勢(shì)，而對(duì)材料再施加一定電壓時(shí)又會(huì)改變材料的尺寸，壓電效應(yīng)由此而來(lái)。利用這一特點(diǎn)，壓電材料可用作傳感元件，通過壓電元件的變化來(lái)判斷元件所在位置處結(jié)構(gòu)的變形量。與此同時(shí)，若能在壓電元件外部形成電場(chǎng)，進(jìn)而對(duì)壓電元件內(nèi)部的正負(fù)電子施加定向電場(chǎng)力，從而迫使元件發(fā)生變形，制成驅(qū)動(dòng)元件。利用驅(qū)動(dòng)元件，可改變材料的應(yīng)力狀態(tài)，甚至?xí)�影響材料的結(jié)構(gòu)變形。壓電材料的變化均在極短時(shí)間內(nèi)完成，因此壓電效應(yīng)主要適用于對(duì)結(jié)構(gòu)振動(dòng)的控制上。

　　3、智能材料的未來(lái)發(fā)展

　　3.1智能材料性能的發(fā)展

　　智能材料有著獨(dú)特的優(yōu)越性能、廣闊的發(fā)展前景，但是由于這一領(lǐng)域處于多學(xué)科交叉的研究前沿，所存在問題也亟待深究：

　　（1）形狀記憶合金的發(fā)現(xiàn)，改變了很多傳統(tǒng)理念，胡克定律在合金材料這里基本上不再適用了，其所具有的智能功能使得傳統(tǒng)的力學(xué)研究方法難以合理地解釋其內(nèi)在的機(jī)理，因此需要研究者另辟蹊徑，從宏觀與微觀的角度重新去探究這種新材料的原理，建立一些實(shí)用性較強(qiáng)的理論和模型，以對(duì)具體的工程實(shí)際進(jìn)行規(guī)范化的指導(dǎo)。同時(shí)，當(dāng)前形狀記憶合金還不完善，耗能高、功能單一等缺點(diǎn)使得其實(shí)用性不強(qiáng)，能夠開發(fā)出低能耗、出力大、多功能的控制器則是未來(lái)研究的重要方向。

　　（2）可以預(yù)見，壓電材料將會(huì)成為工程結(jié)構(gòu)中力學(xué)測(cè)量的首選感測(cè)元件，但是其存在的主要問題就是驅(qū)動(dòng)力小，雖然已經(jīng)有一些技術(shù)來(lái)彌補(bǔ)這一缺陷，但是對(duì)于大規(guī)模的土木工程結(jié)構(gòu)而言，壓電材料并不能直接應(yīng)用，復(fù)雜的理論分析、高難度的集成技術(shù)研發(fā)，以及壓電驅(qū)動(dòng)器的開發(fā)技術(shù)和設(shè)計(jì)方法難度較大，都是制約壓電材料未來(lái)發(fā)展的瓶頸，是研究的難點(diǎn)、熱點(diǎn)和重點(diǎn)。

　　（3）壓磁材料所面臨的問題是在長(zhǎng)期的放置之后，會(huì)產(chǎn)生固體顆粒沉降，這種沉降對(duì)材料的穩(wěn)定性有著怎樣的影響效應(yīng)也需要更深入的研究。并且，其溫度適應(yīng)范圍較小，若能夠拓寬溫度作用范圍，將使得壓磁材料有著更廣的發(fā)展前景。

　　3.2智能材料研究難題

　　針對(duì)材料本身所面臨的主要問題，未來(lái)在土木工程領(lǐng)域的應(yīng)用研究主要有下列一些難題：

　�。�1）結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測(cè)與保養(yǎng)；

　�。�2）形狀自適應(yīng)材料與結(jié)構(gòu)；

　�。�3）結(jié)構(gòu)減振抗震抗風(fēng)降噪的自適應(yīng)控制。

　　這些問題的進(jìn)一步研究將有助于工程質(zhì)量的提高，有助于降低工程災(zāi)害性事故的概率，有助于強(qiáng)化工程的安全可靠性，有助于推動(dòng)土木工程領(lǐng)域的高技術(shù)發(fā)展，有助于為土木工程領(lǐng)域注入新的發(fā)展動(dòng)力與機(jī)遇。

　　智能材料在土木工程中的應(yīng)用探討論文 篇4

　　隨著科技的發(fā)展與進(jìn)步，一些人類不愿意甚至不能夠做的事情(如工作環(huán)境差、勞動(dòng)強(qiáng)度大、危險(xiǎn)程度高等的工種或工序)已經(jīng)開始利用機(jī)器人去實(shí)現(xiàn)，例如汽車制造工業(yè)中應(yīng)用的焊接機(jī)器人，完成減速器殼體、汽車座椅、汽車燃油箱、汽車車身等的焊接工作[1]。生產(chǎn)力的發(fā)展使機(jī)器人得到快速的發(fā)展，智能科技化程度也越來(lái)越高，不僅部分解放了人類的雙手，而且提高了生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。智能機(jī)器人除在工業(yè)生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用外，在一些服務(wù)行業(yè)也越來(lái)越受到人類的青睞。 2016年5月媒體報(bào)道，河北保定一家餐廳引進(jìn)智能送餐機(jī)器人當(dāng)“跑堂”，機(jī)器人“服務(wù)員”每次充電后可持續(xù)工作約8h，具備自動(dòng)送餐、空盤回收、菜品介紹等功能[2]。機(jī)器人甚至可以深入到深海地區(qū)探測(cè)海底情況，完成人類根本做不到的事情。據(jù)新華社報(bào)道，我國(guó)自主研發(fā)的水下機(jī)器人“潛龍二號(hào)”成功地對(duì)西南印度洋脊上的熱液活動(dòng)區(qū)開展了試驗(yàn)性應(yīng)用探測(cè)。在這種被稱為“海底黑煙囪”的復(fù)雜地帶，“潛龍二號(hào)”獲得了熱液區(qū)的地形地貌數(shù)據(jù)、發(fā)現(xiàn)多處熱液異常點(diǎn)，拍攝到硫化物、玄武巖和海洋生物等大量照片，取得了大洋熱液探測(cè)的突破[3]。由此，機(jī)器人從最初的僅僅可以完成一些簡(jiǎn)單動(dòng)作發(fā)展到能夠感知環(huán)境的變化，并根據(jù)外部環(huán)境做出反應(yīng)，完成相應(yīng)動(dòng)作，即人們所說的智能機(jī)器人。而智能材料可以通過自身表層或內(nèi)部結(jié)構(gòu)獲取關(guān)于環(huán)境條件及其變化的信息，隨后進(jìn)行分析、判斷、處理，通過組織結(jié)構(gòu)的改變實(shí)現(xiàn)功能的更新，實(shí)現(xiàn)與外部環(huán)境相適應(yīng)的目標(biāo)，所以其具有類似于生物智慧的系統(tǒng)或結(jié)構(gòu)。故這類材料可以為機(jī)器人智能化的實(shí)現(xiàn)提供更多的可能。

　　一、智能機(jī)器人的結(jié)構(gòu)組成

　　自從1959年世界上第1臺(tái)工業(yè)機(jī)器人由美國(guó)人英格伯格和德沃爾制造成功以后，機(jī)器人經(jīng)歷了由完成簡(jiǎn)單操作功能的機(jī)械手到智能機(jī)器人的變革。目前的智能機(jī)器人已經(jīng)具有了類似人的思維、判斷能力，擁有強(qiáng)大的感知系統(tǒng)，并可以根據(jù)外部環(huán)境的變化實(shí)現(xiàn)自主學(xué)習(xí)和自我調(diào)整，并根據(jù)經(jīng)驗(yàn)的積累進(jìn)行自我安排，完全獨(dú)立的工作[4]。

　　智能機(jī)器人主要由機(jī)械裝置、信息采集與智能控制等部分組成[5]。機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)是機(jī)器人的主體，由基座、手臂、末端執(zhí)行器3大件組成。基座一般由金屬材料加工制造而成，要求具有一定的強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性，研制強(qiáng)度高、質(zhì)量輕的材料可以既保證其強(qiáng)度、剛度要求，又降低其質(zhì)量，節(jié)約能源消耗，同時(shí)新型材料的使用使得智能機(jī)器人在較惡劣環(huán)境下工作成為可能，拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域，減輕人類負(fù)擔(dān)。

　　信息的采集主要依賴于傳感技術(shù)，傳感器的使用使得智能機(jī)器人可以像人類一樣擁有“眼睛”、“耳朵”、“鼻子”，對(duì)看到的、聽到的、感受到的、接觸到的環(huán)境信息如溫度、壓力、聲音、障礙物等信息進(jìn)行采集，通過對(duì)比行動(dòng)的目標(biāo)信息，對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、篩選，獲得完成指令所需的信息。而傳感器材料的優(yōu)劣直接影響了傳感器性能的好壞，傳感器材料是智能機(jī)器人智能化的重要支撐。

　　控制部分的功能是實(shí)現(xiàn)機(jī)器人接收從傳感器反饋回來(lái)的信息并形成作業(yè)指令以及驅(qū)動(dòng)機(jī)器人執(zhí)行相應(yīng)任務(wù)。控制技術(shù)是智能機(jī)器人將信息采集與分析、形成行動(dòng)規(guī)范的核心，是智能機(jī)器人完成各項(xiàng)任務(wù)的重要組成部分。而智能控制系統(tǒng)的智能程度與控制器的材料密不可分，也是智能機(jī)器人實(shí)現(xiàn)靈活行動(dòng)、復(fù)雜動(dòng)作等的重要支撐。

　　綜上，智能機(jī)器人的智能化與智能材料的功能化密不可分，智能材料不僅要具備良好的力學(xué)性能，同時(shí)又需要具備一些特殊功能，即能感知所處的內(nèi)外部環(huán)境變化，并能通過改變自身的物理性能或形狀，從而實(shí)現(xiàn)自診斷、自適應(yīng)、自修復(fù)等功能。智能材料的快速發(fā)展與應(yīng)用促使智能機(jī)器人在實(shí)現(xiàn)動(dòng)作、對(duì)外界刺激的快速反應(yīng)等方面取得了明顯的進(jìn)步，對(duì)智能機(jī)器人智能化的實(shí)現(xiàn)發(fā)揮著巨大作用。

　　二、智能材料的發(fā)展

　　智能材料是一種可以利用組織變化或形態(tài)變化反映對(duì)外部環(huán)境刺激的感應(yīng)并匯總成可靠的信息，然后進(jìn)行自我調(diào)整以適應(yīng)外部環(huán)境的刺激的材料。智能材料是高科技材料，代表了材料科學(xué)發(fā)展的前沿技術(shù)，是智能機(jī)器人實(shí)現(xiàn)智能化的重要手段，是功能材料和結(jié)構(gòu)材料的有機(jī)結(jié)合[6]。智能材料的研制和大規(guī)模應(yīng)用將導(dǎo)致材料科學(xué)發(fā)展的重大革命，隨著智能材料功能的逐步深入研究，智能材料的應(yīng)用領(lǐng)域也在逐步擴(kuò)大。

　　1.智能材料的特征

　　智能材料的開發(fā)與研究源于仿生材料，因此智能材料系統(tǒng)具有或部分具有生命運(yùn)動(dòng)的一些特征：

　�、賯鞲泄δ埽杭磳�(duì)外界環(huán)境及其它信息的接受能力，如感知到外界及自身所處的環(huán)境條件，如溫度、載荷、聲音、水壓、障礙物等。

　�、诜答伖δ埽喝缤�人體的神經(jīng)系統(tǒng)，能夠?qū)Σ杉�到的信息與設(shè)定指令進(jìn)行對(duì)比與分析，形成合理的判斷并反饋給控制系統(tǒng)。

　�、坌畔⒆R(shí)別與積累功能：主要是對(duì)采集信息的分辨能力以及匯總和儲(chǔ)存的功能。

　�、茼憫�(yīng)功能：對(duì)接收的信息進(jìn)行判斷與分析后形成初步的行為規(guī)范并指導(dǎo)動(dòng)作過程。

　�、葑栽\斷能力：將系統(tǒng)目前狀況與常規(guī)狀態(tài)進(jìn)行對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)故障并進(jìn)行校正。

　�、拮孕迯�(fù)能力：對(duì)一些系統(tǒng)損傷或破壞能夠進(jìn)行自我修復(fù)。

　　2.機(jī)器人中智能材料的應(yīng)用

　　一般來(lái)說智能材料在機(jī)器人的結(jié)構(gòu)中主要用于基體材料、敏感材料、驅(qū)動(dòng)材料等。

　　(1)基體材料

　　為主要的結(jié)構(gòu)材料，用來(lái)承受一定的'載荷，一般以輕質(zhì)材料為主。通常選用高分子材料，不僅密度小、耐腐蝕且具有粘彈性。當(dāng)然一些輕質(zhì)的金屬材料也可用作基體材料。

　　(2)敏感材料

　　敏感材料主要起傳感的作用，采集外界環(huán)境的信息如溫度、壓力、PH值、電磁場(chǎng)等。用得較多的敏感材料有壓電材料、形狀記憶合金、光纖材料、磁致伸縮材料等[7]。

　　(3)驅(qū)動(dòng)材料

　　驅(qū)動(dòng)材料是機(jī)器人能否根據(jù)相應(yīng)指令完成規(guī)定任務(wù)的重要保障，源于其在一定條件下，可產(chǎn)生一定的應(yīng)變和應(yīng)力，常用的有效驅(qū)動(dòng)材料有形狀記憶材料、壓電材料、電流變體和磁致伸縮材料等[8]。

　　綜上，有些材料可以起到多重作用，例如形狀記憶材料、壓電材料既可以作為驅(qū)動(dòng)材料又可以作為敏感材料使用，這為智能材料的設(shè)提供了思路。

　　三、智能材料在智能機(jī)器人中的應(yīng)用

　　1.傳感器材料

　　伴隨材料科學(xué)的發(fā)展，傳感器技術(shù)日益成熟，種類多種多樣，早期常選取半導(dǎo)體材料及陶瓷材料，近年來(lái)由于光導(dǎo)纖維、超導(dǎo)材料的研究開發(fā)，各種傳感器也隨之更新?lián)Q代。例如，較先進(jìn)的紅外傳感器、激光傳感器、光纖傳感器等現(xiàn)代傳感器，選用以硅為基體的半導(dǎo)體材料，利用其易于微型化、多功能化、智能化的特點(diǎn)，借助于半導(dǎo)體光熱探測(cè)儀器的靈敏度高、精度高、非接觸性好的性能特點(diǎn)。陶瓷材料和有機(jī)材料的快速發(fā)展帶動(dòng)了敏感材料的發(fā)展，不斷地優(yōu)化配方，精密調(diào)配原料，經(jīng)高精度成型燒結(jié)，研制成新的敏感材料，用于制成新的傳感器。此外，有機(jī)高分子敏感材料也是頗具應(yīng)用潛力的新型敏感材料，可制成濕敏、光敏、氣敏、熱敏、力敏、生物敏和離子敏等傳感器。

　　另外，可從2方面著手研究提高傳感器的性能，一是采用敏感度更高的感性元件，二是研究新型的檢測(cè)方法以及更加精確的信號(hào)處理方法。例如，日本基恩士公司采用CMOS感光材料制成數(shù)字激光傳感器，測(cè)量精度可達(dá)0.5mm，且表面材質(zhì)對(duì)其基本沒有影響，智能機(jī)器人對(duì)目標(biāo)物體的定位更加精準(zhǔn)[9];導(dǎo)電橡膠的電阻也會(huì)隨壓力的變化而變化，因此也常用來(lái)作為觸覺傳感器的敏感材料[5];擬人化皮膚傳感器利用一種具有壓電和熱釋電性的高分子材料研制而成 [5]。利用高分子凝膠、合金材料等制成的力傳感器可以很好地模擬生物體的運(yùn)動(dòng)功能提高機(jī)器人抓取動(dòng)作的靈活性。

　　2.形狀記憶合金

　　形狀記憶合金(SMA)通過檢測(cè)外界環(huán)境如溫度或位移的變化，從而將熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，如果能夠很好地控制加熱或冷卻，即可獲得重復(fù)性很好的驅(qū)動(dòng)動(dòng)作。用形狀記憶合金制作的熱機(jī)械動(dòng)作元件具有體積小巧、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制方便、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。近年來(lái)，隨著形狀記憶合金的產(chǎn)業(yè)化，該材料的優(yōu)點(diǎn)逐漸凸顯出來(lái)，越來(lái)越多地被應(yīng)用到智能機(jī)器人的某些零部件中。如用形狀記憶合金可制作成機(jī)器人手足、觸覺傳感器、機(jī)器人元件控制器及筋骨動(dòng)作控制等。早在 1986年，日本生產(chǎn)的機(jī)器人中就采用了形狀記憶合金，可見日本很早就開始了這方面的研究。目前日本關(guān)于形狀記憶合金應(yīng)用于智能機(jī)器人的研究較成功，走在世界的前沿。有報(bào)道稱日本成功將形狀記憶合金應(yīng)用到海底機(jī)器人和微型機(jī)器中，所研發(fā)的一款深海機(jī)器人，可以自動(dòng)勘探包括鈷在內(nèi)的海底稀有金屬資源 [10]。

　　形狀記憶材料的一個(gè)特點(diǎn)就是動(dòng)作柔和，被用在某些需要進(jìn)行力量控制的智能機(jī)器人上。例如智能機(jī)器人夾持器，它是機(jī)器人末端執(zhí)行器之一，一般由手指、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)裝置組成，是機(jī)器人結(jié)構(gòu)中的一個(gè)重要組成部分。用來(lái)直接抓取和握持工件，以達(dá)到約束被夾持工件的自由度，而對(duì)其進(jìn)行位置控制的目的。作為電驅(qū)動(dòng)器，可替代電磁螺線管、伺服馬達(dá)、液壓或氣動(dòng)裝置，SMA驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)緊湊、無(wú)噪音、成本低。SMA驅(qū)動(dòng)器往往設(shè)計(jì)成偏動(dòng)式和差動(dòng)式驅(qū)動(dòng)器，這類元件尤其適用于可轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)器人關(guān)節(jié)。

　　形狀記記合金還可作為驅(qū)動(dòng)元件應(yīng)用到智能機(jī)器人中，如形狀記憶合金電機(jī)(SMAA)。溫度升高時(shí)，SMA材料發(fā)生形狀回復(fù)，溫度降低時(shí)形狀保持不變，借助于輔助元件，將電機(jī)形狀變化轉(zhuǎn)變成位移的變化，可見通過合理控制溫度的升高或降低，SMAA可將熱能(溫度的變化)轉(zhuǎn)變成機(jī)械能(位移的變化)。同時(shí)若再輔以一定的偏動(dòng)或差動(dòng)裝置，可實(shí)現(xiàn)雙向運(yùn)動(dòng)。SMAA結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單、易于控制;尺寸較小，易于實(shí)現(xiàn)智能機(jī)器人的微型化;動(dòng)作連續(xù)可控，易于模仿人類的手臂;同時(shí)受溫度及惡劣環(huán)境的影響較小;環(huán)保無(wú)污染。形狀記記合金的主要研究方向著眼于從機(jī)械手、機(jī)器人關(guān)節(jié)、手爪的驅(qū)動(dòng)等。

　　3.壓電材料

　　當(dāng)前，智能機(jī)器人可以通過“壓電效應(yīng)”把壓力轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，從而讓機(jī)器人可以產(chǎn)生觸覺。目前已經(jīng)投入應(yīng)用的新型壓電材料主要有壓電半導(dǎo)體和有機(jī)高分子材料。

　　(1)壓電半導(dǎo)體

　　有些晶體既具有半導(dǎo)體特性又具有壓電特性，如硫化鋅、氧化鋅、硫化鎬、砷化鈣等。利用其壓電特性可加工成傳感器，半導(dǎo)體特性可加工成電子器件，如果將2者結(jié)合，則可以實(shí)現(xiàn)組件與線路的一體化，制成新型集成壓電傳感器。

　　(2)有機(jī)高分子壓電材料

　　一些有機(jī)高分子聚合物，經(jīng)延展拉伸和電極化后所形成的高分子薄膜具有壓電性，如聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚氯乙烯等。獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)是質(zhì)輕柔軟、抗扯強(qiáng)度高、耐沖擊。另外，在高分子化合物中摻雜壓電陶瓷鋯鈦酸鉛或鈦酸鋇制成的高分子壓電薄膜。

　　4.磁致伸縮材料

　　所謂磁致伸縮材料是指材料在交變磁場(chǎng)的作用下，一方面會(huì)發(fā)生長(zhǎng)度的變化，進(jìn)而產(chǎn)生位移，從而將電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能;若產(chǎn)生反復(fù)伸長(zhǎng)或縮短也即振動(dòng)，也可將電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能。另一方面，該材料若受到拉深、壓縮力的作用改變了其長(zhǎng)度，則材料內(nèi)部磁通密度也因此發(fā)生相應(yīng)變化，從而在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。故此為能量與信息轉(zhuǎn)換的功能材料�？蓪⒋颂匦杂糜谥悄軝C(jī)器人進(jìn)行海洋探測(cè)。

　　四、結(jié)語(yǔ)

　　智能機(jī)器人的時(shí)代已經(jīng)開啟，我們夢(mèng)寐以求的智能時(shí)代正一步步向我們走來(lái)。我們渴望智能機(jī)器人可以擁有比人類更聰明的大腦，更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆治�、判斷�?fù)雜外界環(huán)境的能力，擁有更堅(jiān)實(shí)的“身體”，更靈活的步伐。而智能機(jī)器人智能的提升離不開機(jī)械學(xué)、力學(xué)、電子學(xué)、生物學(xué)、控制論、人工智能、系統(tǒng)工程、材料學(xué)等多學(xué)科的發(fā)展，其中智能材料的作用功不可沒。如人造皮膚智能材料，不僅可以清晰地分辨出外部環(huán)境的細(xì)微變化如溫度、熱流及各種應(yīng)力大小的變化等，對(duì)于表面的一些狀況如粗糙度、摩擦力等也能夠很好地進(jìn)行區(qū)分。智能材料的設(shè)計(jì)、制造、加工等均涉及到了材料學(xué)的最前沿技術(shù)，有待科學(xué)工作者的不斷深入研究與探索。盡管如此，隨著科技發(fā)展相信會(huì)有越來(lái)越多的智能材料應(yīng)用到智能機(jī)器人中，智能機(jī)器人的智能化程度越來(lái)越高，在各行各業(yè)中都可以看到智能機(jī)器人的身影，智能機(jī)器人得到產(chǎn)業(yè)化、批量化的生產(chǎn)。

　　智能材料在土木工程中的應(yīng)用探討論文 篇5

　　[摘要]文章在總結(jié)了“土木工程資料”課程具有內(nèi)容多、實(shí)踐課程缺乏、教材內(nèi)容及教學(xué)大綱滯后等特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出本課程在教學(xué)方法及內(nèi)容、實(shí)踐教學(xué)、考核方式等方面的一些改進(jìn)措施，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和實(shí)踐能力。

　　[關(guān)鍵詞]土木工程資料;教學(xué);方法;實(shí)踐

　　土木工程資料是我校資料科學(xué)與工程專業(yè)的一門專業(yè)選修課，該課程主要內(nèi)容包括土木工程資料的性質(zhì)、用途、制備和使用方法以及檢測(cè)和質(zhì)量控制方法。通過對(duì)該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能更深入地理解資料組分、結(jié)構(gòu)與資料性質(zhì)的關(guān)系、外界環(huán)境和施工工藝對(duì)資料性能的影響，以及資料性能改善的途徑，為以后畢業(yè)設(shè)計(jì)、進(jìn)行科研以及從事專業(yè)技術(shù)工作提供必要的基礎(chǔ)理論和技能訓(xùn)練。

　　1、課程現(xiàn)狀

　　1.1課程內(nèi)容多、范圍廣、與工程應(yīng)用密切相關(guān)

　　土木工程資料種類繁多。根據(jù)資料的來(lái)源，有天然資料及人造資料;根據(jù)資料的功能，有結(jié)構(gòu)資料及功能資料;根據(jù)資料的成分，有無(wú)機(jī)資料、有機(jī)資料及復(fù)合資料，這就使得“土木工程資料”課程的內(nèi)容十分廣泛。另外，課程的理論性、概念性及經(jīng)驗(yàn)性的內(nèi)容比較多，以文字?jǐn)⑹鰹橹�，而�?jì)算推理的內(nèi)容相對(duì)較少。土木工程資料與工程應(yīng)用緊密相連，每種土木工程資料(原資料或產(chǎn)品)都有相關(guān)的技術(shù)指標(biāo)，有些技術(shù)指標(biāo)還在不斷修改和完善。在實(shí)際工程應(yīng)用中，各種資料往往構(gòu)成混合資料或產(chǎn)品，各種資料的性能以及它們之間的相互作用對(duì)整個(gè)混合資料或產(chǎn)品的性能都有重要影響。另外，工程應(yīng)用環(huán)境對(duì)于資料的耐久性也有重要影響。因此，土木工程資料課程既要體現(xiàn)各類型資料的基本特性，又要在工程應(yīng)用上形成統(tǒng)一體系。這些因素使教和學(xué)都有一定的難度。

　　1.2實(shí)踐課程缺乏，經(jīng)費(fèi)不足

　　實(shí)踐教學(xué)是我國(guó)高等教育特別是高等工程教育的一個(gè)薄弱點(diǎn)。傳統(tǒng)的三大實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)(實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì))，被越來(lái)越弱化[2]�！巴聊竟こ藤Y料”作為我校資料科學(xué)與工程專業(yè)的一門專業(yè)選修課，同樣存在實(shí)驗(yàn)設(shè)備老化、實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)短缺、缺乏實(shí)習(xí)基地等問題。另外，該課程的理論性、概念性及經(jīng)驗(yàn)性的內(nèi)容比較多，且以文字?jǐn)⑹鰹橹�，容易使學(xué)生感到枯燥。作為在校學(xué)生，平時(shí)也無(wú)法接觸工程實(shí)踐，缺乏感性認(rèn)識(shí)，如果實(shí)驗(yàn)配套缺乏，更加無(wú)法調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。并且單純的理論學(xué)習(xí)，會(huì)使學(xué)生學(xué)到很多的知識(shí)“碎片”，缺乏整體性的概念。例如，只有通過實(shí)踐，才能更好地理解混凝土的耐久性是與組成資料、配合比設(shè)計(jì)、養(yǎng)護(hù)條件、結(jié)構(gòu)和構(gòu)件設(shè)計(jì)緊密相關(guān)的整體論，而不是由單一因素決定的。

　　1.3教材內(nèi)容及教學(xué)大綱滯后

　　近年來(lái)，科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，以“三新”(新資料、新技術(shù)、新方法)技術(shù)為標(biāo)志的'工程建設(shè)新時(shí)代已經(jīng)到來(lái)[3]。工程應(yīng)用的實(shí)際需要也促進(jìn)了新資料的發(fā)展。例如普通磚的磚塊體積小，施工效率低，而且磚塊燒制需要?dú)�田取土，破壞生態(tài)環(huán)境，同時(shí)消耗大量能源，而加氣混凝土砌塊不但體積大、施工效率高，而且使礦渣、粉煤灰等工業(yè)廢物得到再利用，減少了環(huán)境污染。因此這種傳統(tǒng)的燒結(jié)磚正越來(lái)越多地被加氣混凝土所替代。但教材內(nèi)容的更新速度總是較新資料的發(fā)展速度慢，而教學(xué)大綱是根據(jù)教材內(nèi)容而制定的。我校的教學(xué)大綱修訂年限較長(zhǎng)，進(jìn)一步導(dǎo)致授課內(nèi)容跟不上新資料的發(fā)展速度，學(xué)生畢業(yè)后不能很好地滿足工作的需要。

　　2、教改方法

　　2.1結(jié)合工程案例，加強(qiáng)多媒體技術(shù)

　　在教學(xué)過程中采用工程案例教學(xué)法代替?zhèn)鹘y(tǒng)的理論講授法能獲得較好的效果。因?yàn)橥聊竟こ藤Y料中敘述性的內(nèi)容較多，如采用平鋪直敘的教學(xué)方法，很難引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣[4]。工程案例教學(xué)法就是利用多媒體展示實(shí)際工程中常出現(xiàn)的現(xiàn)象，然后分析問題，解決問題，使學(xué)生從感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí)。這一認(rèn)知過程也符合人類對(duì)事物的認(rèn)知規(guī)律，因此學(xué)生容易理解和接受。例如通過多媒體展示工地上出現(xiàn)的石灰墻面鼓包、開裂現(xiàn)象，北方地區(qū)出現(xiàn)的路面、橋梁用水泥或混凝土剝落現(xiàn)象、沿海地區(qū)大壩的鋼筋裸露、銹蝕現(xiàn)象，以及近幾年出現(xiàn)的整棟房屋突然垮塌現(xiàn)象，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，結(jié)合各種資料特點(diǎn)及施工技術(shù)分析出現(xiàn)這些現(xiàn)象的原因，提高分析、解決問題的能力，增強(qiáng)學(xué)生的責(zé)任心。另外，由于課程中教學(xué)內(nèi)容較多，通過制作多媒體課件，將文字、圖片、動(dòng)畫、實(shí)例演示等教學(xué)信息通過屏幕呈現(xiàn)給學(xué)生，提高教學(xué)的形象性和生動(dòng)性。例如對(duì)于鋼材的拉伸性能，混凝土抗壓強(qiáng)度的測(cè)試，以及時(shí)間長(zhǎng)、操作難的實(shí)驗(yàn)等，通過播放錄像的方式，讓學(xué)生更加直觀地了解實(shí)驗(yàn)過程和操作方法，增強(qiáng)了學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，從而提高了教學(xué)質(zhì)量。

　　2.2加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)

　　實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)于學(xué)生基本原理的掌握和工程實(shí)踐的培養(yǎng)，具有舉足輕重的作用，是學(xué)生能力和素質(zhì)提高的重要環(huán)節(jié)。然而由于實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)有限，而涉及的內(nèi)容較多，并且有些實(shí)驗(yàn)周期很長(zhǎng)，無(wú)法在課堂內(nèi)把所有實(shí)驗(yàn)都完成，因此應(yīng)采用多種方式進(jìn)行。首先，在實(shí)驗(yàn)課上完成基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，例如完成水泥細(xì)度、標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量的測(cè)定，膠砂強(qiáng)度試件的制作，水泥凝結(jié)時(shí)間的檢測(cè)，水泥水化產(chǎn)物的分析，石膏制品的制作，瀝青的粘度測(cè)試等實(shí)驗(yàn)。其次可以利用開放實(shí)驗(yàn)室，以教師指導(dǎo)及研究生助教的形式，在課余時(shí)間完成設(shè)計(jì)性或綜合性實(shí)驗(yàn)。例如各種礦物外加劑和化學(xué)外加劑對(duì)混凝土流動(dòng)性、保水性、凝結(jié)時(shí)間、水化熱、水化產(chǎn)物、強(qiáng)度等性能的影響。教師可以提供題目，學(xué)生確定選題，然后分組完成。最后每組同學(xué)遞交實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析報(bào)告。為進(jìn)一步提高學(xué)生的實(shí)踐能力，采用校企聯(lián)合培養(yǎng)模式，學(xué)生利用假期到企業(yè)實(shí)習(xí)，積累實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，鼓勵(lì)部分有能力的學(xué)生直接參與企業(yè)的資料性能檢測(cè)實(shí)驗(yàn)、新資料的開發(fā)研究或者實(shí)際工程項(xiàng)目，提高學(xué)生分析和解決實(shí)際工程問題的能力。

　　2.3關(guān)注學(xué)科發(fā)展前沿

　　教材是教學(xué)的依據(jù)和根本，但教材內(nèi)容的更新速度總是較新資料的發(fā)展速度慢，因此，教師應(yīng)密切關(guān)注土木工程資料研究和工程應(yīng)用的最新進(jìn)展以及相關(guān)技術(shù)指標(biāo)的更新，引導(dǎo)學(xué)生及時(shí)了解學(xué)科發(fā)展動(dòng)態(tài)，拓寬專業(yè)視野，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)，以適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的需要。在關(guān)注學(xué)科前沿和培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)上，特別注意要根據(jù)我國(guó)國(guó)情和工程實(shí)際情況，研發(fā)符合我國(guó)工程特點(diǎn)的新資料。例如，在國(guó)內(nèi)外，聚氨酯外墻保溫資料得到了廣泛應(yīng)用，但聚氨酯的防火性較差。許多事故表明，火災(zāi)造成的巨大傷害都是由于所用資料的防火性差，并且燃燒釋放出大量的毒氣而造成的。由于我國(guó)的特點(diǎn)是人口密度大，建筑物密集且高大，聚氨酯作為外墻保溫資料必然存在重大安全隱患。因此，要引導(dǎo)學(xué)生這些事故中吸取教訓(xùn)，并且研發(fā)符合我國(guó)國(guó)情特點(diǎn)的新資料。另外，應(yīng)縮短教學(xué)大綱的修訂年限，同時(shí)應(yīng)把教學(xué)內(nèi)容的主動(dòng)權(quán)交到教師手中，緊跟時(shí)代發(fā)展步伐，固有體制會(huì)制約教學(xué)的發(fā)展和提高。

　　2.4改變考核方式

　　閉卷考試是應(yīng)試教學(xué)方式中的傳統(tǒng)評(píng)價(jià)方法，對(duì)培養(yǎng)提高學(xué)生的綜合業(yè)務(wù)素質(zhì)存在著一定的弊端。對(duì)于考核方式，本課程采取平時(shí)成績(jī)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告與開卷考試相結(jié)合的方式。平時(shí)成績(jī)的評(píng)定主要根據(jù)課堂出勤、上課聽講、平時(shí)作業(yè)完成情況等作為依據(jù)。平時(shí)作業(yè)緊扣教學(xué)重點(diǎn)，例如石灰的成分與性能的關(guān)系，骨料細(xì)度模數(shù)的計(jì)算，普通混凝土配合比設(shè)計(jì)，砂漿的配合比設(shè)計(jì)等，主要考察學(xué)生對(duì)基本知識(shí)掌握情況。實(shí)驗(yàn)報(bào)告反應(yīng)了學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，以及分析和解決問題的能力。本課程教材包含了大量關(guān)于資料的技術(shù)指標(biāo)以及混凝土和砂漿配合比設(shè)計(jì)公式。隨著新資料和技術(shù)的發(fā)展，很多技術(shù)指標(biāo)也會(huì)不斷地被修訂和完善。在信息時(shí)代，電腦能夠?yàn)槿祟愄峁┖Ａ繑?shù)據(jù)，并可及時(shí)查詢，因此很多內(nèi)容無(wú)需特別記憶。因此，開卷考試能夠回避很多需要記憶的內(nèi)容，更多地考察學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的應(yīng)用能力，以及分析和解決問題的能力。以上三種考核方式的結(jié)合，更能全面地考察學(xué)生的綜合素質(zhì)。

　　3、總結(jié)

　　“土木工程資料”課程教學(xué)改革緊密聯(lián)系工程實(shí)例，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，開拓學(xué)生視野;通過實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐認(rèn)識(shí)促進(jìn)對(duì)課堂理論知識(shí)的理解和掌握，并且注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí);通過改革考核方式，全面考察學(xué)生的綜合素質(zhì)。

　　參考文獻(xiàn)

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　　智能材料在土木工程中的應(yīng)用探討論文 篇6

　　1、“土模法”應(yīng)用

　　抽水蓄能電站上庫(kù)壩壩頭段公路泉眼溝中橋上部結(jié)構(gòu)采用3×20m單箱雙室鋼筋砼直腹板箱梁，箱梁梁高1.3m，頂板標(biāo)準(zhǔn)段寬10.5m，底板寬7m，懸臂長(zhǎng)1.75m�？缰胁糠窒淞喉敯搴�20cm，底板厚18cm，腹板厚30cm；考慮抗剪能力要求，支點(diǎn)附近腹板加厚至50cm；支點(diǎn)處設(shè)置橫隔梁，邊支點(diǎn)處橫隔梁厚100cm，中支點(diǎn)橫隔梁厚150cm；箱梁腹板等高，橋面橫坡由箱梁剛性扭轉(zhuǎn)形成。下部結(jié)構(gòu)為柱式橋墩、柱式橋臺(tái)。該橋0#橋臺(tái)支座中心處橋面超高1.565%，1#橋墩中心橋面超高為6%，2#橋墩中心橋面超高為5.572%，3#橋臺(tái)支座中心處橋面為1%和0.891%的雙向坡。超高采用繞內(nèi)邊緣旋轉(zhuǎn)方式。該橋位于緩和曲線、圓曲線、緩和曲線之上，圓曲線的半徑為16.807m和38.788m，轉(zhuǎn)彎半徑較小，且橋面由單向坡向雙向坡漸變，技術(shù)含量高，施工難度大。

　　2、施工方案的選擇

　　該橋下溝內(nèi)水流為降雨匯集地面徑流，流量較小，6～8月份汛期溝底到箱梁底面高差為3～5m。溝底地面為凹凸不平風(fēng)化巖。由于該橋位于上水庫(kù)大壩施工主干道上，其施工進(jìn)度快慢直接影響大壩施工進(jìn)度，因此，業(yè)主、監(jiān)理要求該橋施工必須于40天內(nèi)完成。橋面由單向坡向雙向坡漸變，圓曲線半徑較小，技術(shù)含量高，施工難度大。采用簡(jiǎn)單腳手架結(jié)構(gòu)很難保證箱梁整體施工質(zhì)量。經(jīng)過方案比較，結(jié)合該橋技術(shù)要求和施工現(xiàn)場(chǎng)條件，決定在汛期過后，選用“土模法”進(jìn)行曲線橋現(xiàn)澆連續(xù)箱梁施工。3.2施工工藝流程抽水蓄能電站上庫(kù)路曲線橋現(xiàn)澆連續(xù)箱梁施工工藝流程：

　　（1）“土模法”的土體填筑前，預(yù)埋涵管做好截流導(dǎo)水工作。

　　（2）在橋墩樁砼完成后，清除箱梁范圍內(nèi)場(chǎng)地各種雜物，采用平板夯夯實(shí)基礎(chǔ)，做為回填的基層。

　　（3）測(cè)量放樣，確定填筑邊線與高程。

　�。�4）自卸車運(yùn)碎石土，反鏟攤鋪、整平，每層松鋪厚度50cm，14t振動(dòng)碾碾壓8遍。填筑至箱梁底面高程以下15.5cm左右。填筑碾壓完成后的壓實(shí)度須達(dá)到95%以上，然后按照上部箱梁重量120%對(duì)填筑體預(yù)壓。

　�。�5）預(yù)壓完成后，在填筑層上澆筑10cm厚素砼墊層找平，便于底層模板鋪設(shè)。墊層每邊大于箱梁設(shè)計(jì)尺寸50cm。

　　（6）鋪設(shè)箱梁底層模板、鋼筋安裝、支立側(cè)模、安裝芯模、支立腹板模板。

　�。�7）連續(xù)澆筑砼，完成箱梁砼施工。

　　3、施工要點(diǎn)

　　根據(jù)該橋的施工技術(shù)參數(shù)、箱梁砼的荷載確定土體的填筑質(zhì)量尤其重要。

　�。�1）橋面、標(biāo)高、坡度、超高變化位置測(cè)量放樣準(zhǔn)確，現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)格遵循放樣點(diǎn)進(jìn)行施工。

　�。�2）土體施工前在原過水處預(yù)埋涵管，保證山水及時(shí)導(dǎo)出。

　　（3）土體支撐結(jié)構(gòu)分層填筑、碾壓，每層松鋪厚度不得大于50cm，14t振動(dòng)碾碾壓，壓實(shí)度大于95%；且土體需向上預(yù)留拱高，拱高設(shè)置根據(jù)梁高度、跨徑和填筑層強(qiáng)度決定。經(jīng)過計(jì)算，此橋20m跨最大預(yù)拱高為2cm，最大拱高設(shè)在跨中處，其余按線性分配。

　�。�4）土體支撐結(jié)構(gòu)檢測(cè)采用單位面積上箱梁重量120%的重量值對(duì)碾壓填筑地基進(jìn)行預(yù)壓，測(cè)量土體沉降變化。沉降變化值滿足模板變化規(guī)范值，以確定碾壓后土體基礎(chǔ)是否需要再加固或調(diào)整預(yù)留拱高的設(shè)置值。本工程土體施工完畢后，20m跨最大沉降量為1cm，在技術(shù)控制指標(biāo)之內(nèi)。

　　（5）砼找平層施工，地基承載力滿足要求后澆筑一層10cm厚C10素砼作為找平層，再在鋪設(shè)9015模板做為底模，腹板外模用大塊組合鋼模板。

　　4、經(jīng)濟(jì)分析

　　（1）工期方面。

　　曲線橋現(xiàn)澆連續(xù)箱梁采用“土模法”施工計(jì)26天（土模碾壓成型2天，底部模板鋪設(shè)安裝2天，鋼筋安裝10天，側(cè)模、芯模和頂板模板安裝6天，砼澆筑2天，土模挖除4天）。采用“碗扣式腳手架法”施工需要37天（基礎(chǔ)平整2天，腳手架搭設(shè)5天，底部模板鋪設(shè)安裝4天，鋼筋安裝10天，側(cè)模、芯模和頂板模板安裝6天，砼澆筑2天，腳手架拆除8天）。

　�。�2）施工投入方面。

　　需要腳手架約2000根，租用單價(jià)：每天1.5元／根，所需材料費(fèi)用為：111000元，人工費(fèi)：6500元。采用“土模法”施工可以直接利用工程棄渣填筑土體支承結(jié)構(gòu)，土方棄渣約2000m3，土方填筑碾壓?jiǎn)蝺r(jià)為：4.12元／m3，費(fèi)用8240元。經(jīng)過比較可以看出，本工程采用“土模法”節(jié)省施工工期11天；節(jié)省資金投入109260元。結(jié)束語(yǔ)“土模法”不僅在當(dāng)前的`工程建設(shè)之中廣泛應(yīng)用，而且在古代建筑物施工中也被充分地使用，是建筑先輩們智慧結(jié)晶。該法是一種簡(jiǎn)單的支撐方法，能夠充分利用廉價(jià)的資源達(dá)到施工目的。曲線橋現(xiàn)澆連續(xù)箱梁施工采用“土模法”，經(jīng)濟(jì)合理，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工期短、效率高、技術(shù)難度小，易于生產(chǎn)。“土模法”被廣泛的應(yīng)用在公路、鐵路、水利工程和一些其他工程建設(shè)的橋梁施工中，應(yīng)用結(jié)果表明，“土模法”施工簡(jiǎn)便，施工速度快，可大幅度降低工程造價(jià)，取得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

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