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混凝土在我国的应用已非常广泛,遍及建筑、桥梁、市政、交通、水工、河港、矿业、地下、机场等各个领域。混凝土材料具有许多优点如经济性、耐久性、防火能力强等,但混凝土材料也存在一些不足,突出的是抗裂性差、脆性大等缺点。为了改善混凝土的性能,橡胶混凝土的研究随之发展起来。目前的研究表明,橡胶混凝土具有良好的变形性能,能显著改善混凝土的脆性;具有良好的高温抗爆裂性能,抗渗抗冻性能优越,抗裂韧性和抗拉强度提高等。但目前对橡胶混凝土率敏感性方面的研究较少,而橡胶混凝土主要应用在机场跑道、道路等承受动力荷载的工程,且混凝土是一种率敏感性材料,不同应变率下材料的力学性能差异大。基于以上因素,系统研究橡胶混凝土在不同应变率载荷下的力学性能(强度和变形)具有十分重要的意义。
本文结合地震荷载下结构响应特点,对橡胶混凝土进行不同应变率下的抗压试验。系统研究了橡胶掺量和应变率对橡胶混凝土强度和变形特性的影响;分析了在不同应变率下强度、弹性模量和峰值应变的变化规律及其发生机理,给出了应变率对橡胶混凝土强度影响的计算公式;对橡胶混凝土的破坏形态进行了探讨。考虑到湿度条件是影响混凝土率敏感性的最主要因素,本文对橡胶混凝土在不同的养护条件下(即不同湿度条件)的抗压性能进行深入分析,研究了湿度条件对橡胶混凝土抗压强度和变形的影响规律,并对橡胶混凝土强度与变形的率敏感性从物理意义上给出合理解释。为了模拟地震荷载下结构的响应,研究了不同荷载历史对橡胶混凝土抗压特性的影响,给出了初始荷载相对值与抗压强度相对值之间的关系式。