CFRP约束橡胶水泥砂浆动态力学性能及能量特征

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碳纤维增强复合材料(Carbon Fibre Reinforced Plastics,简称CFRP)具有质量轻、刚度大、抗拉强度高和弹性模量高等优点,能够长期承受酸、碱性溶液环境的腐蚀作用。与普通水泥砂浆相比,掺入橡胶后试件的抗压强度显著降低,抗冲击次数增加,极限应变和峰值应变增加,解决了普通水泥砂浆脆性破坏的缺点。采用CFRP加固橡胶水泥砂浆可以有效的增强橡胶水泥砂浆的强度,抗裂性能、抗冲击性能和吸能能力进一步增强。因此,FRP加固橡胶水泥砂浆柱的研究有着重要的工程意义。本文采用YAW-300KN电液伺服压力试验机对试件进行轴压试验,并采用霍普金森压杆(SHPB)研究了 CFRP加固橡胶水泥砂浆的循环冲击性能,本文主要进行了以下工作:(1)对3组未约束橡胶砂浆和3组CFRP侧向加固橡胶水泥砂浆进行静态抗压试验,研究橡胶掺量和CFRP约束对单调轴压力学性能的影响。结果表明,加固后试件的峰值应力和延性增强,随着橡胶掺量的增加,试件的轴向峰值应变和环向峰值应变增加,试件破坏后完整性更好。(2)通过15组CFRP侧面加固后的橡胶水泥砂浆的循环冲击试验,研究不同冲击气压、不同橡胶掺量对CFRP约束效果的影响,结果表明,CFRP加固后的试件抗冲击次数增加,单位体积吸能增加;随着循环冲击次数的增加,峰值应力先增加后减小,峰值应变增加;随着冲击气压的增加,试件破碎程度更严重,峰值应力和峰值应变明显增加。(3)对12组CFRP侧面加固后的橡胶水泥砂浆进行了循环冲击试验,在低应变率下,随着冲击次数的增加,CFRP加固橡胶水泥砂浆的弹性模量降低,峰值应力先增加后减小,峰值应变和极限应变增加。在高应变率下,随着橡胶掺量的增加,试件的动态抗压强度下降,峰值应变增加,试件耗能减小。图[40]表[11]参考文献[65]
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