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大興安嶺低氣溫環(huán)境下氯丁橡膠支座受壓試驗(yàn)研究

公路橋梁橡膠支座比建筑橡膠支座更容易受到氣候的影響，為了研究公路橋梁板式氯丁橡膠支座經(jīng)過凍融循環(huán)后的承載力變化情況，采用標(biāo)準(zhǔn)凍融試驗(yàn)箱對(duì)氯丁橡膠支座進(jìn)行25、50、75、100次的凍融循環(huán)處理并進(jìn)行軸心受壓試驗(yàn)，研究其在不同凍融循環(huán)次數(shù)的承載力、極限抗壓強(qiáng)度、豎向剛度、彈性模量等各項(xiàng)性能指標(biāo)的變化，并與標(biāo)準(zhǔn)試件進(jìn)行對(duì)比分析。結(jié)果表明經(jīng)過凍融循環(huán)處理的氯丁橡膠支座更容易發(fā)生脆性破壞，且鋼板外露、裂縫等破壞現(xiàn)象比標(biāo)準(zhǔn)試件更嚴(yán)重。隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加，凍融程度的加深，氯丁橡膠支座極限承載力、極限抗壓強(qiáng)度、抗壓彈性模量都逐漸降低;采用最小二乘法得出50 a抗壓強(qiáng)度和抗壓彈性模量的衰減曲線和衰減公式，其變化趨勢(shì)基本符合指數(shù)函數(shù)規(guī)律。凍融循環(huán)后的公路橋梁板式氯丁橡膠支座的各項(xiàng)力學(xué)性能指標(biāo)顯著降低，因此應(yīng)嚴(yán)格控制公路橋梁板式氯丁橡膠支座的溫度適用范圍，并建議提高其最低適用溫度，在寒冷地區(qū)盡量采用天然橡膠支座。

　　試驗(yàn)為軸心受壓試驗(yàn)，采用分級(jí)加載方式，進(jìn)行預(yù)壓與正式加載。在預(yù)壓時(shí)進(jìn)行物理對(duì)中與幾何對(duì)中，檢測(cè)各測(cè)點(diǎn)的穩(wěn)定性，其數(shù)值應(yīng)基本一致，偏差應(yīng)在15%以內(nèi)[14]。加載過程持續(xù)到出現(xiàn)極限荷載，承載力下降，試件破壞為止。

2試驗(yàn)現(xiàn)象

　　進(jìn)行軸心受壓試驗(yàn)時(shí)，觀察試驗(yàn)現(xiàn)象。逐級(jí)增加豎向荷載，未達(dá)到開裂荷載時(shí)，試件處于彈性狀態(tài)，水平和豎向位移隨荷載增加而增加，且與荷載的增加基本呈線性關(guān)系，此時(shí)觀察試件表面，并未產(chǎn)生裂縫，外觀變化較小;繼續(xù)加載，達(dá)到開裂荷載時(shí)，試件邊緣鋼板與橡膠粘合處出現(xiàn)細(xì)微裂縫，此時(shí)荷載稍微有停滯狀態(tài)，但很快恢復(fù)，而后荷載繼續(xù)增加，水平位移也急劇增加，豎向位移變化較慢，裂縫變寬、變長(zhǎng)，試件邊緣開始產(chǎn)生凸出現(xiàn)象;當(dāng)快達(dá)到破壞荷載時(shí)，水平位移及豎向位移增加較小;達(dá)到破壞荷載，承載力陡然下降，迅速減小，水平位移及豎向位移不再增加，裂縫達(dá)到最大，試件破壞。破壞位置主要是橡膠與鋼板的粘合處，鋼板與橡膠產(chǎn)生脫離，出現(xiàn)層狀破壞。從各組試件的破壞現(xiàn)象觀察，ZYBZ01的彈性階段比凍融循環(huán)處理過的試件長(zhǎng)，極限承載力較大;而凍融循環(huán)處理的試件，隨凍融循環(huán)次數(shù)增加，彈性階段縮短，極限承載力減小，試件裂縫較多、較大，破壞嚴(yán)重。