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橡胶混凝土力学性能及其应用于桥墩防撞的试验研究
| 论文题名： | 橡胶混凝土力学性能及其应用于桥墩防撞的试验研究 |
| 关键词： | 橡胶混凝土;材料耗能;桥墩防撞;摆锤试验;力学性能 |
| 摘要： | 随着我国交通基础设施的快速发展，跨线桥和立交桥数量剧增，车-桥墩撞击事故频发。橡胶混凝土材料具有韧性好、抗冲击能力和耗能能力强的特点，将其应用于桥墩防撞减振装置，既可以削弱桥墩受到的撞击力，又可以加速桥墩振动能量的耗散，还能为我国废旧轮胎的处理提供一条绿色环保的途径。 本文对橡胶混凝土材料的基本力学性能及其在相同受压应力水平下的滞回耗能性能进行了试验研究，通过分析不同体积掺量和粒径组对橡胶混凝土材料性能的影响规律及相关试验现象，选取了一种合适的橡胶混凝土材料用于桥墩防撞保护层;制作了设置不同防撞保护层的模型墩，通过分析摆锤撞击试验过程中撞击力及模型墩动力响应的峰值和衰减规律，得出了不同防撞保护层的防撞效果。主要研究成果如下: (1)随橡胶粒体积掺量的增大，橡胶混凝土拌合物工作性能与基准普通混凝土的差异变大;橡胶混凝土受压破坏时的塑性特征表现地越明显;立方体抗压强度、轴心抗压强度和静力抗压弹性模量减小;在相同应力水平下的损耗因子增大，阻尼耗能能力增强。而橡胶粒体积掺量相同时，损耗因子随加载力幅值水平的增大而增大。 (2)随掺入橡胶粒粒径组的增大，橡胶混凝土拌合物的流动性明显增强;立方体抗压强度和轴心抗压强度减小;静力抗压弹性模量先增大后减小。橡胶粒粒径组的变化对橡胶混凝土材料力学性能的影响远小于橡胶粒体积掺量变化的影响。 (3)桥墩受水平撞击后撞击力峰值、动力响应峰值、振动衰减周期与撞击速度正相关，动力响应峰值、振动衰减周期与自身刚度负相关。 (4)橡胶混凝土覆层墩受水平撞击后的撞击力和动力响应峰值均小于未覆层和基准普通混凝土覆层墩，且橡胶混凝土覆层越厚，撞击力和响应峰值越小。撞击力小是由于橡胶混凝土材料刚度小、吸能能力强，墩响应峰值小主要是撞击力小造成的。橡胶混凝土材料耗能能力强的特点使得橡胶混凝土覆层墩振动衰减速度快于基准普通混凝土覆层墩，且橡胶混凝土覆层越厚，墩振动衰减速度越快。 |
| 作者： | 张敏强 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 刘保东 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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