86材料：实验与研究信息记录材料2022年12月第23卷第12期0引言随着时代发展，土木工程结构越来越多地出现在人们生活中，保障结构的质量安全是对人民生命财产的负责。然而处在自然环境中的结构会不可避免地遭受使用荷载和自然灾害的影响，造成结构内部损伤，强度刚度降低等问题。因此对于工程结构实时健康检测、损伤监测是非常重要的一项工作。如超声检测法、X射线等的检测方法，仅是在事故后期对结构损伤进行查验，而且检测仪器贵重不便携带，很难实时监测结构的损伤发展过程。所以出现一种能够实时监测结构损伤发展过程且操作简便的方法，是保障土木工程结构安全的必然趋势。智能材料的提出为土木工程建设的研究开辟了新的世界，其本身的自感知、诊断修复等功能[1]，能够感知外部刺激从而判断出结构内部状况。1压电智能材料叙述压电材料是智能材料的一种，其又分为无机压电材料（压电晶体和压电陶瓷）、有机压电材料（压电聚合物，如聚偏氟乙烯）以及复合压电材料。如今压电材料的制备与应用有了很大的发展，其具有频率响应宽、较好的线性关系、使用电信号输入输出便于测量和控制的优点。在各种压电材料中，由于锆钛酸铅（PZT）压电陶瓷压电性强、介电常数高、可以加工成任意形状、不受外界环境影响、成本低等特点而在实际应用中最为广泛。压电陶瓷片如图1所示。图1压电陶瓷片1880年法国的居里兄弟发现在一些晶体受到压力时，其表面会产生电荷，且电荷量与压力成正比，他们称这种现象为压电效应。压电效应是压电材料的一个重要特征，其可以分为正压电效应和逆压电效应[2]。根据压电材料的正逆压电效应可以将材料制成传感器和驱动器。而压电陶瓷具有传感与驱动双重功能，利用其制成能够接收和传输信号的装置，并用一定的方式将其黏结在结构表面或埋入结构内部，连接设备对其施加电信号，根据压电效应原理，利用机械波在不同介质中传播的形式不同，其传输出的电信号趋势不同，以电信号的变化来对结构健康进行检测和评估。压电智能结构系统的研究对于大型结构的检测有着很大的帮助，能够实时在线监测结构的健康状态，及时修复，对经济和生命安全有着重要的保障作用。PZT压电效应如图2所示图2PZT压电效应2智能骨料的研究应用对于压电陶瓷贴片在结构中的放置有两种方式：粘贴于结构表面或者埋置结构内部。粘贴结构表面操作简便，但易受环境噪声的影响，增加监测结果的误差。相较于此，埋入内部的贴片受环境的影响较小，但是压电陶瓷材质较脆，直接埋入内...
