[发明专利]可进行界面剥离监测的橡胶隔震垫及其界面剥离监测系统

说明书

本发明公开了可进行界面剥离监测的橡胶隔震垫及其界面剥离监测系统，所述橡胶隔震垫包括若干层橡胶层、若干层钢板层、若干剪切型压电陶瓷驱动器、若干剪切型压电陶瓷接收器、上封板、下封板、上连接板以及下连接板；若干橡胶层和若干钢板层交替叠加构成橡胶隔震垫主体；橡胶隔震垫主体的上表面和下表面分别固定有上封板和下封板，上封板的上表面固定有上连接板，下封板的下表面固定有下连接板；至少一界面的两侧分别布设有剪切型压电陶瓷驱动器和剪切型压电陶瓷接收器。本发明将剪切型压电陶瓷传感器应用到橡胶隔震垫中界面的剥离监测，可对界面剥离程度的微小变化进行准确监测。

技术领域

本发明涉及橡胶隔震垫健康监测技术领域，尤其涉及可进行界面剥离监测的橡胶隔震垫及其界面剥离监测系统。

背景技术

到目前为止，国内外应用于建筑结构、桥梁、设备等的隔震工程中，绝大多数采用“叠层橡胶支座”隔震技术。应用这一技术的建筑物或桥梁在我国、日本、美国等均己成功经受了地震考验。因此，它是一项较成熟的、可以广泛推广应用的隔震技术。叠层钢板和橡胶层紧密粘结，以确保钢板对橡胶的变形约束，使橡胶具有较高的竖向受压承载力和一定的抗拉能力，较大的水平变形能力和耐反复荷载疲劳的能力。橡胶隔震垫的失效和破坏很大程度上是由于橡胶和钢板的界面产生了剥离，但是目前在相关领域并没有一种行之有效的方法对此情况进行监测。

压电陶瓷(PZT)是一种能够将机械能和电能互相转换的信息功能陶瓷材料，以其特有的传感和作动功能而成为近年来在土木工程界广泛研究和应用的智能材料之一。其因具有响应快，频率范围宽，易裁剪，价格低廉等特点而在工程结构监测方面存在着巨大的应用潜力。

发明内容

针对橡胶隔震垫中钢板层与橡胶层的界面剥离监测领域的空白，本发明通过将剪切型压电陶瓷传感器嵌入橡胶隔震垫，提供了可进行界面剥离监测的橡胶隔震垫及其界面剥离监测系统。

本发明提供的可进行界面剥离监测的橡胶隔震垫，包括若干层橡胶层、若干层钢板层、若干剪切型压电陶瓷驱动器、和剪切型压电陶瓷驱动器对应的若干剪切型压电陶瓷接收器、上封板、下封板、上连接板以及下连接板；

若干橡胶层和若干钢板层交替叠加构成橡胶隔震垫主体，所述橡胶隔震垫主体的最上一层和最下一层均为橡胶层；

所述橡胶隔震垫主体的上表面和下表面分别固定有上封板和下封板，所述上封板的上表面固定有上连接板，所述下封板的下表面固定有下连接板；

至少一界面的两侧分别布设有剪切型压电陶瓷驱动器和剪切型压电陶瓷接收器，所述界面为橡胶层与钢板层间的界面或橡胶层与封板间的界面，所述封板为上封板或下封板；

所述剪切型压电陶瓷驱动器的输入端和所述剪切型压电陶瓷接收器的输出端均通过电信号传输线缆引出。

进一步的，当界面为橡胶层与钢板层间的界面时，在界面一侧的钢板层表面开设与所述剪切型压电陶瓷接收器匹配的若干对称布置的凹槽，一凹槽内置一剪切型压电陶瓷接收器；在界面另一侧的橡胶层内埋设与所述剪切型压电陶瓷接收器一一对应的剪切型压电陶瓷驱动器。

进一步的，当界面为橡胶层与封板间的界面时，在界面一侧的封板表面开设与所述剪切型压电陶瓷接收器匹配的若干对称布置的凹槽，一凹槽内置一剪切型压电陶瓷接收器；在界面另一侧的橡胶层内埋设与所述剪切型压电陶瓷接收器一一对应的剪切型压电陶瓷驱动器。

进一步的，所述剪切型压电陶瓷接收器的输出端通过电信号传输线缆引出，具体为：

在钢板层或封板表面各凹槽旁开设线缆通道，一电信号传输线缆穿过一线缆通道连接该线缆通道旁凹槽内的剪切型压电陶瓷接收器。

本发明提供的橡胶隔震垫界面剥离监测系统，包括橡胶隔震垫、信号发生器、信号采集器和电脑终端，其中：