关键词：重组竹；应力应变关系；破坏模式；横观各向同性复合材料

基金项目：国家自然科学基金(51378263)；林业科学技术成果国家级推广项目(［2015］21号)。

作者单位

盛宝璐南京林业大学 土木工程学院，南京 210037

周爱萍南京林业大学 土木工程学院，南京 210037

黄东升南京林业大学 土木工程学院，南京 210037

摘要

重组竹是将竹丝束平行组坯、经高压胶合而成的一种生物质复合材料，是一种极具潜势的建筑结构材料。研究重组竹的基本力学性能和应力应变关系，是建立此类材料本构关系和进行重组竹结构非线性分析的基础。将重组竹理想化为横向各向同性复合材料，通过试验，给出了重组竹各主轴方向的单轴与各主平面的纯剪力学参数，建立了各种应力状态下的应力应变关系。结果表明，重组竹力学性能优于常用的结构用木材，且变异性较小。重组竹顺纹受拉强度约是顺纹受压强度的2倍；横纹受拉强度远远低于横纹受压强度；横切面内的剪切模量及强度远远低于另外两个方向，且横纹剪切强度是顺纹剪切强度的3倍。重组竹的应力应变关系和破坏模式与纤维参与受力程度密切相关。顺纹受拉时，拉应力完全由纤维承担，破坏表现为纤维的脆性拉断，强度最高，应力应变为完全线性关系；其他应力状态下，破坏均发生在基体或纤维-基体界面，若裂纹的扩展受到纤维限制，破坏呈渐进性，强度较低，应力应变曲线由早期的线性关系转入后期的非线性关系；当裂纹的扩展未受到纤维限制，破坏强度最低，应力应变呈线性关系。