李鲁峰
滕州市城市建设综合开发公司 滕州 277500
摘要：近年来，随着经济的发展，土木工程建设的规模迅速增加，而土木工程建设的技术和资本投资逐年上升，但是质量问题仍然未能满足基本需求，究其原因，主要是因为土木工程在应用程序的基本材料是不合格的。因此，研究人员从理论研究，并通过实验室试验和实际建设，最终开发了智能材料，表明其未来前景广阔。本文将介绍智能材料的概念，简单，和具体的解释智能材料在土木工程建设的实际应用，同时提高土木工程的质量，和深化智能材料的基本理解。
关键词：土木工程智能材料工程建设
一、前言
土木工程从一个方面可以反映出来一个国家的经济发展情况和人民的物质发展水平随着人们生活水平的提高对于土木建筑的要求也越来越多包括安全性舒适性等，现在又加入了美学元素，使建筑物看起来越来越大气美观但是近年来出现了很多建筑安全事故，使人们对于建筑的安全性能的要求更加强烈
二、智能材料的基本概述
智能材料诞生于21世纪，它的设计灵感来源于生物学，是高新材料研究的重点。随着智能材料在这个领域的应用变广，我们似乎看到了智能材料的发展前景是如此的宽阔。智能材料的出现时科学研究领域的一个重大突破，但是其诞生却是试验中的一次偶然，上个世纪中期，科学家致力于研究复合材料，于是在一次试验中，把光导纤维融入到碳纤维，从而形成具备抗断能力与此同时具有感知应力的材料时，无意中发现了这种新型材料，由于受当时研究深度的局限以及人们认识的制约，当时科学家不能对其进行相关的运用，早期命名为自适应材料。由于其独特的性质特征，在上个世纪末期，科学家开始将注意力转移到该种材料的研究中，在这个基础之上，科学家们也分别提出了“机敏材料”等名称，把现在与智能材料相关联的材料做出了很明确的定义。
所谓的智能材料，是人类在原始材料的基础上进行的又一次科学革命，智能材料也成为第四代材料。顾名思义，智能材料的优势是它可以敏感的感知外部的环境因素的变化，并能够根据环境变化的程度和数值的改变自动进行改变和适应，同时能够在无人操作下实行智能化的能力执行。智能化材料的出现节省了大量的人工作业，同时能够及时预测不必要的外部变化，降低经济损失。
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三、智能材料的发展现状
智能材料的主要目的是为了对建筑进行实时的评估的监视因为人们对于建筑的可靠性和安全性要求越来越高，所以这也很大程度上促进了智能材料的发展并且在实际的运用中可以有效避免一些事故发生而且降低了人力成本节约了经济开支，所以智能材料正在飞速得到应用智能材料和土木工程互相结合形成了智能土木结构将这种结构运用到实际的建设中这是一个重大的技术进步，对于土木工程的各项指标都有很大的提升作用
传统的评估方法是从外部向内部进行检测判断由于内部构造的不易检测从而会产生很大的误差也很容易遗漏一些存在的安全隐患而且采用其他设备进行检测，其本身就存在一些测量误差导致测量准确度不高而且效率也非常低下在智能材料的带动下，在材料内部装设传感器从而实现从内到外的检测，可以实时的对项目进行检测评估尤其是对一些比较重大的项目比如水利水电设施，大型桥梁高层建筑来说具有重大的意义所以这些年我国的建筑智能化也得到了迅速的发展，并且诞生了一些高性能的传感器，比如分布式传感器的应用，让我国的建筑智能化向前迈了一大步国外的智能材料比国内先进，国外一般是利用传感器对大型的桥梁实施监测特别是对项目完工以后在运行过程中的安全性能的评估这样可以掌握桥梁的关键部位的受力情况和损坏情况，及早修复避免发生严重交通事故此外香港，加拿大也在多座桥梁中应用了传感器来进行监们分别是：驱动材料跟感知材料，驱动材料具备的基本功能是可以对周边环境的变动做出判断，与此同时采取一些方式来进行处理，且本身带有一定的执行能力，其中记忆合金、电致伸缩材料都是非常具备典型特征的驱动材料。感知材料的具备的基本功能是可以对周边环境刺激做出感应，这些刺激不但可以是化学方面的，还可以是物理方面的，感知材料的种类有很多种，压电材料与记忆合金都是典型的感知材料代表。
四、智能材料的分类及功能
由材料的基本功能可以对智能材料系统分为两大类，他们分别是：驱动材料跟感知材料，驱动材料具备的基本功能是可以对周边环境的变动做出判断，与此同时采取一些方式来进行处理，且本身带有一定的执行能力，其中记忆合金、电致伸缩材料都是非常具备典型特征的驱动材料。感知材料的具备的基本功能是可以对周边环境刺激做出感应，这些刺激不但可以是化学方面的，还可以是物理方面的，感知材料的种类有很多种，压电材料与记忆合金都是典型的感知材料代表。
在建设一些高层建筑时地基的稳定非常重要所以在建设中会根据需要在地基中放置一些光纤传感器来实时的监测地基的稳定性，是否出现损坏等情况随着传感器的种类日益繁多，各种功能也应运而生，所以在建筑中可选择的功能就越来越多在混凝土中植入碳纤维传感器可以得到有自诊断功能的新材料现在的智能材料就是按照生物学的方法让材料自己感知变化，自己做出响应从而让整个建筑像一个有机体一样进行运作很大程度上节省了经济开支，并且极大的提高了建筑的安全性可靠性
五、智能材料应用的局限
目前来说智能材料在大型工程和重要水利水电设施中的应用比较广泛，因为这些建筑的标准要求比较高，投入资金也比较充足但是在普通民用建筑上来说智能材料并没有得到普及，很重要的一个原因就是智能材料的成本比较高，所以不能达到广泛推广另一方面由于智能材料涉及的领域比较尖端对于工程建设人员的素质要求也比较高现在的一些施工单位并不具备智能材料的使用和建设所以来说智能材料在未来一定会大规模得到应用，但是目前的经济状况和技术基础还比较薄弱不能得到全方位的应用
虽然智能材料经过实践表明具有优良的强度和耐久性等特点，同时能够智能化的执行操作命令，较好的适应外部环境的变化，但是由于它的本质是高智能复合材料，所以使用成本高，经济负担大。因此，从经济角度出发，该种材料用于构建高档次大量资金投入的高标准建筑工程，而在普通的民居建筑中仍不能得到迅速的普及。同时智能材料的使用需要有相应的技术和配套设备支撑，为此，建筑施工单位需要逐渐完善自身的建筑工艺。总而言之，智能材料是未来的土木工程建筑的基本材料，但是现行阶段还不能实现全方位的普及，仍需要工作人员做进一步的研究和探讨。
六、结束语
因为智能材料的出现从而改变了人类千年以来传统的土木工程建设格局。首先，在社会快速发展，人口日益增长，资源日益贫乏，还有人们对建筑要求标准日益提高的大背景下，可以满足社会对建筑质量的基本要求。其次，不但可以应对外部环境的不断变化，而且还可以带动更为先进的土木工程结构的出现。智能材料与土木工程的结合是一种技术上的双赢，一方面使智能材料在实践中拓展了理论的研究，另一方面使土木工程迎来全新的发展高潮。我国目前的智能材料应用技术还不够完善，为此，应该全面借鉴国外发达国家在该领域的成功经验，并适当结合我国的土木工程特点，最后实现智能材料在土木工程中的最大利用价值。
参考文献：
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论文作者:李鲁峰
论文发表刊物:《基层建设》2015年23期供稿
论文发表时间:2016/3/29
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