聚乙烯醇纤维增强水泥复合材料板的冲切性能

李安令¹，张朝辉²，郭帅成¹，朱德举¹

1. 湖南大学土木工程学院绿色先进土木工程材料及应用技术湖南省重点实验室2. 上海城建市政工程(集团)有限公司

摘 要：利用MTS试验机对聚乙烯醇纤维（PVA）/水泥复合材料板进行准静态冲切试验,研究了不同PVA纤维掺量对其破坏形态和承载力的影响。结果表明:掺入PVA纤维能够将水泥基板的破坏形态由脆性破坏转为延性破坏。PVA/水泥复合材料板的冲切极限荷载和耗能能力均随PVA纤维掺量增加而增大,其中耗能能力的增大更显著。进一步采用Instron落锤冲击系统对PVA纤维体积分数为2vol%的PVA/水泥复合材料板进行动力冲切试验,研究冲切速度（2.0～4.2 m/s）对PVA/水泥复合材料板的破坏形态、初裂荷载、极限荷载、初始刚度及耗能性能的影响。结果表明:与准静态试验相比,冲切荷载作用下PVA/水泥复合材料板的极限荷载增大,而耗能减少;此外相对初裂荷载和耗能,极限荷载的冲切速度相关性最显著。基于上述结果,构建了纤维增强水泥复合材料四线型拉伸本构模型,并通过反算模型和塑性铰线方法对纤维增强水泥复合材料板的冲切力学性能进行模拟,并得到材料的本构参数。本研究可以为PVA/水泥复合材料的抗冲切设计提供技术支撑。

关键词：纤维增强水泥复合材料;聚乙烯醇（PVA）纤维;冲击载荷;应力-应变响应;塑性铰;