增幅循环荷载下CFRP约束型橡胶砂浆的疲劳特征

摘要

为提高橡胶水泥基材料的承载能力和抗疲劳性能,对普通橡胶砂浆(N-RCM)和碳纤维增强聚合物(CFRP)材料约束型橡胶砂浆(C-RCM)进行了增幅型循环加-卸载试验,并从荷载-变形曲线、破坏状态、变形、模量以及能量等方面对比分析了两种试件在试验过程中的疲劳损伤演化特征。结果表明,与N-RCM相比,C-RCM具有非常好的韧性和延性,在峰值荷载和峰值变形两个方面分别提高了1.38倍、2.47倍。N-RCM表现出材料较为常规的剪切破坏,而C-RCM却表现出材料大量蓄能后的瞬时膨胀爆炸破坏。与N-RCM相比,C-RCM加、卸载变形模量的最大值分别对应提高了42.32%和26.19%;C-RCM的弹性能和累积损伤能分别提高了4.97倍、45.57倍,表明CFRP可以显著提高橡胶砂浆材料的储能和耗能能力。N-RCM的疲劳损伤增长速率显著大于C-RCM,说明CFRP对促进橡胶砂浆材料通过增大疲劳屈服过程来充分发挥结构抗力起到关键作用,有效延缓了疲劳损伤的发展。最后,分析讨论了N-RCM和C-RCM在断裂破坏机理方面的差异。