通过压电材料收集周围环境的振动能量而把它转化为可被使用的电能称为压电集能,其具有原理简单、无污染、能量转换效率高等优点,是近年来集能领域的研究热点。但是,目前有关压电集能的研究主要集中在为微机电系统的供电上,利用压电材料来进行大规模发电的研究并不多见,国内这方面的研究更是接近空白。基于此,本文以土木工程为背景,对大规模压电集能进行了研究,具体内容如下:(1)分析了压电材料的机电转换模式,探讨了1-3型压电复合材料的理论模型,并用有限元研究了压电复合材料在面力作用下产生的电压和材料参数间的关系。(2)采用塑性聚合物法制备了压电陶瓷纤维,根据DSC曲线和体陶瓷的烧成温度制定了纤维的烧成制度,通过高温电阻炉烧制出了压电陶瓷纤维。(3)研究了压电陶瓷纤维的压电应变常数和极化时间、极化温度、极化电压之间的关系;得出了最佳的极化参数为:极化时间45分钟、极化电场强度2.5kv/mm、极化温度90°C。(4)配制了活性粉末混凝土,以此混凝土为基体、压电陶瓷纤维为功能相,采用排列-浇注法制备了1-3型水泥基压电复合材料。建立了基于该材料进行能量收集的理论模型,并分别通过SIMPLORER软件和试验对能量收集效果进行了分析。