一种压电复合土工带制造技术

本实用新型专利技术公开了一种压电复合土工带，包括压电复合土工带本体，所述压电复合土工带本体由聚合物基体、导电炭黑、压电陶瓷颗粒和钛酸酯偶联剂混合组成，所述压电复合土工带上，z均匀分布多个被银测段，相邻被银测段间隔1CM，所述被银测段上表面和下表面被银电极，被银测段上表面连接有正极导线，被银测段下表面连接有负极导线。该压电复合土工带应用范围广，自感知灵敏度高，线性度好，实现了岩土工程全生命周期内部损伤分布式监测预警。命周期内部损伤分布式监测预警。命周期内部损伤分布式监测预警。

【技术实现步骤摘要】
一种压电复合土工带


[0001]本技术涉及一种压电复合土工带。

技术介绍

[0002]近年来，随着我国交通基础设施的大规模建设，由于勘察设计不到位，施工不完善，长期自然灾害等原因，在岩土工程中存在挡土墙倒塌，隧道坍塌，路基破坏，山体滑坡等危害，给人民群众的生命财产带来重大损失。由于路基破坏导致的路面塌陷，山体滑坡导致的火车脱轨更是频频发生。因此国内外学者对岩土工程监测及安全预警做了大量的研究。
[0003]在目前的监测手段中，传统的不连续的人工检测，只有在受检物体表面出现损害后才能被检测，不能及时避免重大工程伤亡事故的发生。因此研发一种岩土工程全生命周期内部损伤分布式监测预警技术具有十分重要的意义。

技术实现思路

[0004]鉴于
技术介绍
的不足，本技术所要解决的技术问题是提供一种压电复合土工带。该压电复合土工带应用范围广，自感知灵敏度高，线性度好，实现了岩土工程全生命周期内部损伤分布式监测预警。
[0005]为此，本技术提供的一种压电复合土工带，包括压电复合土工带本体，所述压电复合土工带本体由聚合物基体、导电炭黑、压电陶瓷颗粒和钛酸酯偶联剂混合组成，所述压电复合土工带上均匀分布多个被银测段，相邻被银测段间隔1CM，所述被银测段上表面和下表面被银电极，被银测段上表面连接有正极导线，被银测段下表面连接有负极导线。
[0006]本技术的有益效果:
[0007](1)该压电复合土工带可应用于路基内部损伤监测，边坡内部损伤监测，挡土墙内部损伤监测，隧道山体内部损伤监测等，应用范围广泛。
[0008](2)该压电复合土工带可单独埋设，或贴附于钢筋、土工格栅等工程结构上，铺设方便快捷，不会损伤岩土工程。
[0009](3)当岩土工程发生内部损伤时，应力应变的变化导致土工带受到拉伸弯折，在压电效应下产生的电荷。电荷的信息即可准确判断发生变形的位置和大小，自感知灵敏度高，线性度好。
[0010](4)本技术的聚合物基压电复合土工带解决了传统监测技术的量程小，寿命短，非分布式监测等问题。应变量程可达到10%以上,实现了岩土工程全生命周期内部损伤分布式监测预警。
[0011](5)压电复合土工带监测到内部损伤信息，通过接入器进行无线传输传入交通控制管理中心，减少布线，维护费用低。
附图说明
[0012]图1为本技术第一实施例提供的一种压电复合土工带的局部结构示意图；
[0013]图2为图1提供的一种压电复合土工带的制备流程示意图；
[0014]图3为图1提供的一种压电复合土工带的外端面的结构示意图；
[0015]图4为本技术第一实施例提供的一种压电复合土工带的外端面的结构示意图；
[0016]图5为图4提供的一种压电复合土工带的连接头内部的结构示意图；
[0017]图6为图5提供的一种压电复合土工带的连接头剖面的结构示意图；
[0018]图7为图6提供的一种压电复合土工带的连接头A处的结构示意图；
[0019]图8为本技术提供的一种压电复合土工带在路基中应用的结构示意图；
[0020]图9为本技术提供的一种压电复合土工带在路基中应用的结构示意图。
具体实施方式
[0021]参照图1、图2和图3所示，本技术第一实施例中一种压电复合土工带，包括压电复合土工带本体1，所述压电复合土工带本体1由聚合物基体、导电炭黑、压电陶瓷颗粒和钛酸酯偶联剂混合组成，所述聚合物基体质量分数为50%-60%，导电炭黑的质量分数为5%-15%，所述压电陶瓷颗粒的质量分数为30-40%，所述钛酸酯偶联剂质量分数为2%-5%。所述聚合物基体为高密度聚乙烯基体，所述压电陶瓷颗粒采用PZT-5压电陶瓷颗粒。
[0022]所述压电复合土工带本体1上均匀分布多个被银测段2，所述被银测段2为10CM,相邻被银测段2间隔1CM，所述被银测段2上表面和下表面被银电极，被银测段上表面连接有正极导线3，被银测段下表面连接有负极导线4。所述压电复合土工带本体1外表面由PVC橡胶材料封装.所述压电复合土工带本体1外表面横向两侧具有至少一条加强筋11，所述加强筋11呈三棱锥状，所述压电复合土工带均布有防滑花纹12。铺设土工带时，防滑花纹和加强筋加大与岩土工程的摩擦力，不易产生滑动。
[0023]参照图2所示，一种压电复合土工带的制备方法，步骤如下，
[0024](1)将聚合物基体、导电炭黑和压电陶瓷颗粒通过行星球磨机进行细磨并均匀混合。所述聚合物基体质量分数为50%-60%，聚合物基体为高密度聚乙烯基体；导电炭黑的质量分数为5%-15%；所述压电陶瓷颗粒的质量分数为30-40%，所述压电陶瓷颗粒采用PZT-5压电陶瓷颗粒。
[0025](2)将钛酸酯偶联剂加入步骤（1）中混合物，并均匀混合，所述钛酸酯偶联剂质量分数为2%-5%。
[0026](3) 通过自动吸料机喂料，再通过双螺杆挤出机将步骤（2）中混合物熔融混合，双螺杆挤出机将聚合物基体、导电炭黑和压电陶瓷颗粒充分融化，经过搅拌挤出，使导电炭黑和压电陶瓷颗粒均匀的分散到聚合物中。
[0027](4)接着，通过注塑机注塑成型，注塑成型后的聚合物基压电复合土工带经鼓风和浸水冷却，然后在牵引装置的牵引下缓慢移出，制成压电复合土工带本体厚度为1.5mm，并依据实际工程的长度和宽度进行切割。
[0028](5)在压电复合土工带1上设置多个测段，每个测段长度为10CM,相邻测段间隔1CM，所述测段的上表面和下表面均被银电极，即测段为被银测段2；
[0029]（6）再对压电复合土工带进行极化工艺处理，其中极化温度为80-100℃，极化电压为3kV/mm-6kV/mm，极化时间为10min-30min。被银测段上表面连接正极导线3，被银测段的
下表面连接负极导线4；
[0030](7)最后，采用PVC橡胶材料对聚合物基压电复合土工带外表面进行封装。
[0031]参照图1、图2、图4、图5、图6和图7所示，本技术第二实施例中一种压电复合土工带，所述压电复合土工带本体1外表面两侧纵向均匀分布多个纵向槽13。所述压电复合土工带本体外表面纵向槽13内壁为光滑面，所述压电复合土工带纵向槽13内壁外其他部分均布有防滑花纹12。所述压电复合土工带本体上连接有连接头14，铺设压电复合土工带铺设时，土工带末端需要连接下一条土工带时，通过连接头14连接相邻两段土工带，使用极为方便。
[0032]所述连接头14包括壳体15和连接盖16，所述壳体15下端具有开口，所述连接盖16一端铰接在壳体开口一侧，所述连接盖16另一端扣合在壳体15开口另一侧的外端面。所述壳体15开口另一侧的外端面具有扣件17，所述扣件17朝内一侧具有开槽18，开槽18内具有钩件19。所述连接盖16上具有与扣件17相适配的卡接件20，所述卡接件20底部具有卡接槽21。所述壳体15内腔具有四个条形凸块22，所述条形凸块22两两相对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压电复合土工带，其特征是：包括压电复合土工带本体，所述压电复合土工带上均匀分布多个测段，所述测段上表面和下表面覆盖被银电极层，所述测段上表面连接有正极导线，所述测段下表面连接有负极导线。2.根据权利要求1所述的一种压电复合土工带，其特征是：所述被银测段为10CM,相邻被银测段间隔1cm。3.根据权利要求1或2所述的一种压电复合土工带，其特征是：所述压电复合土工带本体外表面由PVC橡胶材料封装。4.根据权利要求3所述的一种压电复合土工带，其特征是：所述压电复合土工带本体外表面横向两侧具有至少一条加强筋，所述压电复合土工带均布有防滑花纹。5.根据权利要求4所述的一种压电复合土工带，其特征是：所述压电复合土工带本体外表面两侧纵向均匀分布多个纵向槽。6.根据权利要求5所述的一种压电复合土工带，其特征是：所述压电复合土工带本体外表面纵向槽内壁为光滑...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明枫，王军，刘志明，杨克军，金锦强，胡晓凡，王朝亮，杜运国，倪俊峰，高紫阳，朱萧霄，
申请(专利权)人：温州大学，
类型：新型
国别省市：