冻融、疲劳及两者耦合作用下BFRP片材力学性能退化规律试验研究

通过对包含不同层数玄武岩纤维(BFRP)布片材试件进行冻融循环试验、疲劳试验以及后续静力拉伸试验,分析考察了冻融、疲劳及两者耦合作用后,试件弹性模量、抗拉强度和破坏应变变化规律,并探究了不同作用工况引起试件力学性能退化作用机制,结果表明:随冻融循环次数、疲劳次数以及耦合循环次数增加,试件抗拉强度和破坏应变整体均呈下降趋势,但弹性模量变化未呈现显著规律性,不同工况作用后弹性模量变化幅度均不超过3.8％;随包含BFRP布层数增多,试件抗拉强度和破坏应变降低幅度呈增加趋势,原因主要是试件包含纤维层数越多,纤维丝束及其粘结界面存在初始缺陷就越多;通过分析微观形貌发现,冻融与疲劳耦合作用后试件同时兼具断丝与粘结界面纵向开裂损伤特征,这使得耦合作用导致损伤均大于其中单一因素作用;冻融与疲劳耦合作用下,包含2、3和4层BFRP布试件抗拉强度分别退化5.2％～11.9％、1.8％～13.4％和7.7％～20.2％,其破坏应变分别降低5.0％～10.5％、5.2％～15.2％和7.9％～17.8％;相比疲劳,冻融循环引起试件损伤较明显时,耦合作用放大效应也会更为显著,此时冻融与疲劳耦合作用对试件力学性能产生效应要大于两者单独作用效应线性叠加.