《智能土木工程材料》是一部面向普通高等院校智能建造应用型人才培养的教材,旨在介绍智能材料在土木工程领域的应用及其发展。全书共8章,内容涵盖智能土木工程材料的基本概念、特性及其在工程实践中的应用。
第1章概述了智能材料的定义、类型及其在土木工程中的应用前景。随后,第2章至第7章分别介绍了形状记忆合金、智能纤维材料、智能混凝土、压电材料、橡胶材料等智能材料的特性、工作原理及其在土木工程中的具体应用,如结构振动控制、能量采集等。
第8章重点探讨了智能材料在工程监测中的应用,结合李家沱长江大桥、苏通大桥和南京地铁隧道等多个实际工程案例,展示了智能材料在结构健康监测中的重要作用。
《智能土木工程材料》内容紧密结合工程实践,通过案例分析和理论阐述,帮助读者理解智能材料的原理及其在土木工程中的创新应用。同时,书中还展望了智能土木工程材料未来的发展方向,为相关领域的研究和实践提供了参考。
全书由张效忠等多位学者编写,内容详实,结构清晰,适合土木工程、智能建造及相关专业的学生和工程技术人员阅读。
第1章 智能土木工程材料概述 001
1.1 智能材料的概念,类型及其特性 001
1.2 智能材料在土木工程中的应用 002
本章思考题 005
第2章 形状记忆合金 007
2.1 形状记忆合金的发展历史 007
形状记忆合金的工作原理 010
2.3 形状记忆合金在土木工程中应用 016
本章思考题 021
第3章 智能纤维材料 022
3.1 智能纤维材料的发展历史 022
3.2 智能纤维材料的特征与机理 028
3.3 智能纤维材料在土木工程中的应用 034
本章思考题 038
第4章 智能混凝土 039
4.1 智能混凝土概述 039
4.2 传感器与智能元件 040
4.3 自修复混凝土 042
4.4 压电混凝土 043
4.5 智能混凝土的制造与工艺 045
4.6 智能混凝土的施工与质量控制 047
4.7 智能混凝土的应用与案例分析 048
4.8 智能混凝土的未来发展 051
本章思考题 053
第5章 压电材料 054
5.1 压电材料基础 054
5.2 压电材料在土木工程中的应用 057
5.3 压电材料在智能结构中的应用 059
5.4 能量采集与压电材料 060
5.5 压电材料在土木工程中的未来发展 061
本章思考题 062
第6章 橡胶材料 063
6.1 橡胶加工工艺 063
6.2 橡胶材料在混凝土结构中的应用 066
本章思考题 069
第7章 智能材料在结构振动控制中的应用 070
7.1 结构控制的概念和类型 070
7.2 智能材料在土木工程结构振动控制中的应用 073
本章思考题 076
第8章 智能土木工程材料在工程监测中应用 077
8.1 工程监测与智能材料概述 077
8.2 智能监测材料的工作原理 078
8.3 李家沱长江大桥健康监测 080
8.4 苏通大桥结构健康监测系统设计 095
8.5 南京地铁隧道沉降光纤监测 102
本章思考题 107
参考文献 108