贝壳珍珠母仿生砌体结构的受压性能研究

摘要

本研究基于自然界中贝壳珍珠母的增韧机理，提出仿生砌筑概念，以提升砌体结构的延性与韧性。采用高延性纤维增强水泥基复合材料（Engineered Cementitious Composites,ECC）作为砌筑砂浆，选取四种不同强度等级砌块，砌筑了5组15个传统与仿生砌体短柱，并进行了轴压试验，对比分析了各试件的破坏模式、应力-应变行为、延性、耗能能力等指标。试验结果表明：仿生砌体可发生类似于珍珠母的层间滑移与裂缝偏转，相比于同强度的传统砌体，ECC砌筑的仿生砌体的受压延性最大提升10倍，耗能能力最大提升77倍。随着砌块强度的增加，当ECC层无法提供足够的约束，砌体仍发生脆性劈裂破坏。基于数字图像相关技术（Digital Image Correlation,DIC），研究了砌块与ECC层协同工作特点，对仿生砌体的增韧机理进行了讨论。

关键词

ECC / 仿生砌体结构 / 受压性能 / 高韧性 / 层间滑移 / 数字图像相关

基金资助

国家自然科学基金面上项目（51978504）