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摘要:本发明提供了一种用于挡土墙预警的全覆盖式柔性感知薄膜、系统及方法,柔性感知薄膜中的上微结构和下微结构均包括多个半球形微结构,错位相对布设,形成互锁微穹顶阵列;第一柔性衬底的上部设置有若干孔隙水压力监测单元和地下水位监测单元。本发明综合考虑影响挡土墙崩塌破坏的多重因素,实现挡土墙承压面受力状态的长距离、分布式监测,能够在复杂载荷环境中同时采集多种荷载信号对挡土墙结构的变形与受力情况进行全时空监测。
主权项:1.一种用于挡土墙安全监测预警的系统,其特征是,包括全覆盖式柔性感知薄膜、数据采集设备、数据分析设备、控制器以及远程终端,其中:所述全覆盖式柔性感知薄膜包括由上至下依次设置的第一柔性衬底、上电极层、上导电基质层、下导电基质层、下电极层、第二柔性衬底、胶结剂层和封装层;所述上导电基质层具有上微结构,所述下导电基质层具有下微结构,所述上微结构和下微结构均包括多个半球形微结构,错位相对布设,形成互锁微穹顶阵列;所述上微结构和下微结构相邻上下半球微结构相切形成互锁微穹顶阵列,所述互锁微穹顶阵列的拉伸传感机制基于微穹顶之间的接触面积随拉伸比的变化而变化,互锁微穹顶阵列的受压传感机制基于微穹顶之间的接触面积随压缩比的变化而变化;根据输出电流的增减以及变化幅度判断全覆盖式柔性感知薄膜的拉压力以及大小;所述的上微结构设置有互不相同的第一独立编号,所述的下微结构设置有互不相同的第二独立编号,所述互锁微穹顶阵列根据第一独立编号和第二独立编号实现在所述全覆盖式柔性感知薄膜中的定位;所述第一柔性衬底的上部设置有若干孔隙水压力监测单元和地下水位监测单元;所述全覆盖式柔性感知薄膜,设置于挡土墙上,利用互锁微穹顶阵列检测全覆盖式柔性感知薄膜收到的拉压力;所述数据采集设备,与全覆盖式柔性感知薄膜通过导线连接,用于获取采集信号,并对采集信号进行预处理;所述数据分析设备,与数据采集设备连接,用于将预处理后的采集信号与标准荷载数据库进行对比,根据信号特点区分全覆盖式柔性感知薄膜当前受压或受拉状态,结合破坏数学模型计算得到挡土墙实时安全系数和风险指数;所述控制器,与所述数据分析设备连接,用于根据挡土墙实时安全系数和风险指数阀出警报信号;所述远程终端,与控制器通信,用于实时查看报警信息和报警位置。
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百度查询: 山东高速集团有限公司创新研究院 山东大学 用于挡土墙预警的全覆盖式柔性感知薄膜、系统及方法
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