機敏土工帶的研制及其性能研究.pdf

1、伴隨著土工合成材料日益廣泛的應用及各領域需求的不斷提高，對其性能的要求也愈加嚴苛。土工格柵作為土工合成材料的一種，因其優(yōu)異的性能被廣泛應用于各類加筋土工程中，然而單一的加固功能已經難以滿足日益復雜工程的需求，也無法對加筋土工程內部變形及破壞進行及時的監(jiān)測預警，以避免安全事故的發(fā)生。因此，尋找安全有效地監(jiān)測預警方法具有重要意義。本文基于導電高分子復合材料的拉敏效應，通過特定的生產工藝制作傳感型土工格柵，使其兼具加固及監(jiān)測預警雙重功能，同時

2、以傳感型土工格柵為研究對象，結合前期大量的室內試驗及理論分析，為實現(xiàn)其加固及監(jiān)測雙重功能，進行了如下方面的研究:
　　(1)針對前期研制的傳感型土工格柵強度小、韌性低、電阻難以測量的問題，改進了格柵的生產方法與工藝，創(chuàng)新性的研制成功傳感型的機敏土工帶（后簡稱機敏帶），具備較高的強度、韌性及準確可靠的電阻測量值，并確定機敏帶基本的物理力學性能。結果表明，隨炭黑含量的增加機敏帶強度逐漸降低;蠕變曲線為典型衰減型，相同時間內炭黑含量越高

3、蠕變變形較大;不同炭黑含量機敏帶的摩擦角及表觀粘聚力近似相等。
　　(2)針對機敏帶電阻穩(wěn)定性及拉敏性，研究了尺寸、溫度及應力松弛因素的影響，結果發(fā)現(xiàn):不同試樣尺寸，歸一化電阻隨應變呈現(xiàn)出近似線性的增長趨勢，且長度尺寸越大，相同應變下歸一化電阻隨越大，即應變靈敏度越高;機敏帶的歸一化電阻-溫度曲線呈現(xiàn)出典型的PTC效應，常溫下機敏帶具有良好的電阻穩(wěn)定性，溫度大于90℃后電阻增大顯著;機敏帶的應力保持率-時間曲線符合典型的Maxwe

4、ll模型，開始應力降低速度快，隨后速度變慢，測定時間內電阻保持率在75％以上，表現(xiàn)出較好的穩(wěn)定性。
　　(3)模擬研究了地震疲勞作用下機敏帶的抗疲勞性能，結果發(fā)現(xiàn):機敏帶的疲勞斷裂循環(huán)次數(shù)隨炭黑含量的增大而減小、隨著應變的增大而減小;疲勞后，機敏帶的強度保持率隨應變及震級的升高逐漸降低，機敏帶的拉敏性能出現(xiàn)靈敏度升高的現(xiàn)象。
　　(4)室內試驗研究了機敏帶的耐老化性能，分析了機敏帶在經歷熱氧老化以及光老化后性能指標的變化，發(fā)