關鍵詞：重組竹；應力應變關系；破壞模式；橫觀各向同性復合材料

基金項目：國家自然科學基金(51378263)；林業科學技術成果國家級推廣項目(［2015］21號)。

作者單位

盛寶璐南京林業大學 土木工程學院，南京 210037

周愛萍南京林業大學 土木工程學院，南京 210037

黃東升南京林業大學 土木工程學院，南京 210037

摘要

重組竹是將竹絲束平行組坯、經高壓膠合而成的一種生物質復合材料，是一種極具潛勢的建筑結構材料。研究重組竹的基本力學性能和應力應變關系，是建立此類材料本構關系和進行重組竹結構非線性分析的基礎。將重組竹理想化為橫向各向同性復合材料，通過試驗，給出了重組竹各主軸方向的單軸與各主平面的純剪力學參數，建立了各種應力狀態下的應力應變關系。結果表明，重組竹力學性能優于常用的結構用木材，且變異性較小。重組竹順紋受拉強度約是順紋受壓強度的2倍；橫紋受拉強度遠遠低于橫紋受壓強度；橫切面內的剪切模量及強度遠遠低于另外兩個方向，且橫紋剪切強度是順紋剪切強度的3倍。重組竹的應力應變關系和破壞模式與纖維參與受力程度密切相關。順紋受拉時，拉應力完全由纖維承擔，破壞表現為纖維的脆性拉斷，強度最高，應力應變為完全線性關系；其他應力狀態下，破壞均發生在基體或纖維-基體界面，若裂紋的擴展受到纖維限制，破壞呈漸進性，強度較低，應力應變曲線由早期的線性關系轉入后期的非線性關系；當裂紋的擴展未受到纖維限制，破壞強度最低，應力應變呈線性關系。