轴向荷载作用下碳纤维布约束损伤混凝土能量耗散试验研究

作者：张正亚; 王志博; 孙明明^*

来源：复合材料科学与工程, 2023, 1-10.

• 损伤混凝土
• 碳纤维布
• 损伤度
• 峰值应力
• 耗能密度
• 机械损伤度
• 复合材料

本文对碳纤维布约束损伤混凝土在轴向荷载作用下力学性能开展试验研究。设计了混凝土损伤度、碳纤维布层数及碳纤维布缠绕角度三种变量，通过试验结果分析了三种变量对碳纤维布约束混凝土应力应变曲线、峰值应力、耗能效果及机械损伤度的影响规律。试验结果表明：相较于未损伤试件，0.4σm(σm为未损伤混凝土试件单轴抗压强度)、0.5σm、0.6σm、0.7σm应力幅值损伤下素混凝土损伤度均值分别为7.24%、14.86%、25.31%、36.66%，损伤度与损伤应力幅值间呈良好的指数函数正相关。碳纤维布的约束作用增强试件峰值应力及延性，0.4σm损伤应力作用后相较未粘贴碳纤维布试件，粘贴1、2、3层时试件峰值应力增幅为34.99%、55.16%、64.42%，碳纤维布粘贴层数与峰值应力间呈指数函数负相关，过量的纤维布使得试件应力增幅不再明显。碳纤维布缠绕角度的增大使试件单位体积耗散能线性降低，缠绕角度的增大降低了纤维布在荷载作用下试件的承载效果。应力损伤幅值的增大使试件机械损伤度降低，碳纤维布层数的增加使得试件机械损伤度增加，纤维布的约束保护作用极大提升了试件的耗能效果。

• 单位
  土木工程学院; 郑州工商学院; 郑州大学