[发明专利]土工合成材料传感器阵列

说明书

一种土工合成材料传感器，其包括第一层长度的导电土工合成材料和第二层长度的导电土工合成材料布置，其中，当经受压力、应变、含水量或温度中的一项或多项的改变时，每个所述长度经受的电阻或电容的改变。

技术领域

本发明涉及在土木工程应用中监测压力、应变和/或水分的领域。特别地，本发明涉及一种导电的土工合成材料和一种使用其的方法。

背景技术

土工合成材料是用于稳定土木工程应用中的地形的合成产品，包括：机场；银行保护；运河海岸工程；水坝；碎片控制；路堤；侵蚀；铁路固定结构，水库；道路沙丘保护；边坡稳定；风暴潮；流渠道；沼泽和；波浪动作。

土工合成材料的主要类别是：土工织物，土工格栅，土工网，土工膜，土工合成粘土衬里(GCL)，土工泡沫，土工格室和土工复合材料。

土工织物被广泛用作土木工程中的保护层。它们有助于稳定地形，充当过滤介质和缓冲垫。它们通常被大规模使用，可能涉及数千平方米的面积。

土工膜用作诸如池塘衬里之类的水的阻挡层，并且通常需要防止损坏以确保它们仍然是阻挡层。衬里即使是一个小孔也会导致大量漏水，尤其是随着时间的流逝。在某些情况下，例如采矿废水，其中的水被污染并被保留或直接用于保护环境，即使少量泄漏也很重要，并可能造成严重的环境损害，并因此需要进行整顿。在此类应用中，衬里的完整性至关重要。在其他应用中，例如保留水以备进一步使用的地方，水的流失具有值得投资以确保屏障完整性的价值。

在大多数这些应用中，监测土工合成材料的环境的变化将是有益的，例如：压力，应变，环境水含量和/或温度。然而，用于测量这种性质的当前技术是复杂且昂贵的，要求将复杂的传感器直接连接到环境中。因此，除了在最高价值的环境中，这些技术在经济上几乎不可行。

因此，本发明的目的是提供一种土工合成材料，该材料可改善至少一些与现有技术相关的问题。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种传感器阵列，其结合了至少第一和第二层的长度或导电的土工合成材料条的布置；其中每个所述长度或条带在经受以下任何一种或多种变化时经受电阻或电容的改变：应变；含水量；或温度。

根据本发明的第二方面，提供了一种传感器阵列，其结合了至少第一和第二层的长度或条状导电土工合成材料的布置，其中一个或多个之间的电阻或电容的变化或更多的长度的或带在第一层和一个或多个长度的或条带在所述第二层可用于检测中的任何一个或一个改变多个：外部压力；应变；含水量；或温度。

优选地，一个或两个的土工合成层由一个土工布。它们也可以由以下任何一种组成：土工膜；土工格栅土工网；地网；GCL；泡沫土土工格室；或土工复合材料。

优选地，第一或第二层中的至少一个由一定长度的导电土工合成材料构成，其在用于测量电阻或电容的电压下与该层中的相邻长度电绝缘；电压远高于用于测量电阻或电容的电压。该实施例允许传感器矩阵保持在土工膜的火花检查中充当电接地以及充当压力，应变，温度和/或水的传感器的能力。

优选地，所述土工合成材料具有至少两个分离的电路径被制造，所述电路径连接所述土工合成材料的每个长度的每个末端，并且其中，所述路径可以在所述土工合成材料的长度的一个末端电连接，从而可以测量电阻在土工合成材料相对端的两条电路径之间。

优选地，在至少一个所述层中的土工合成材料的长度在每个相对的表面上具有不同的电阻。在一个实施例中，第一层的最高电导率的表面布置成最接近第二层的最高电导率的表面。

在一个替代实施例中，第一层的最高导电性的表面被布置在最远接近从第二最高导电性的表面层。

在另一替代实施例中，第一层的电导率最高的表面布置成最接近第二层的电导率最低的表面；并且其中第二层的电导率最高的表面被布置成与第一层的电导率最高的表面最接近。