高温-荷载耦合作用下废旧叠层轮胎隔震垫劣化机理分析

为探究高温-荷载耦合作用下废旧叠层轮胎隔震垫(STP)劣化损伤,选取几何尺寸为180 mm×180 mm×69 mm的6层STP,将其置于高温100℃、常温20℃,荷载4 MPa、5 MPa、6 MPa的耦合条件下进行308 h的温度侵蚀试验。随后进行扫描电镜(SEM)、拟静力加载试验,观察橡胶分子微观形态变化、STP外观变形以及轮胎炭黑移动过程,结合拟静力试验结果,综合阐明高温-荷载耦合作用下STP劣化机理。结果表明:高温-荷载耦合作用使STP橡胶表面层的交联密度显著提升、局部分子量增大、STP内部橡胶分子形成饱和化学键、反应活性降低、形态发生转变,导致STP竖向刚度在4 MPa下最大提高31.9%;水平等效刚度提高,但退化速率比常温下快;竖向变形性能变差,在不同设计压应力下的变形量均在2%以内;最大单圈耗能较常温下减小2.5%。研究成果可为新型墙下叠层隔震结构在高烈度村镇地区的推广和应用提供理论参考。

基于Hoek-Brown准则的岩体高温-荷载耦合损伤模型及其验证

针对隧道岩体在高温和荷载共同作用下产生的耦合损伤问题,基于连续损伤力学理论,引入高温-荷载耦合损伤因子,建立了考虑高温作用的广义Hoek-Brown(H-B)准则的弹塑性损伤本构模型,解决了模型在数值积分过程中的奇异点问题,并利用Fortran语言编写了模型的有限元程序。结果表明:模型计算的应力-应变曲线与试验所得到的曲线趋势一致且计算结果误差在5%以内,温度作用下隧洞围岩损伤逐渐加剧,验证了模型的准确性和程序的稳健性,可为火灾作用下隧道围岩安全稳定性评价提供一种有效计算方法。