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（１ 哈爾濱工業(yè)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司， 哈爾濱 １５００９６；２ 哈爾濱工業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院， 哈爾濱 １５００９６）

摘要： 冰雪建筑材料具有易于就地取材，材料環(huán)?？沙掷m(xù)又兼具美觀效果的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，在寒地有著巨大的應(yīng)用潛力，然而其材料強(qiáng)度低、結(jié)構(gòu)建造方式較為傳統(tǒng)極大地限制了冰雪建筑結(jié)構(gòu)的高度、跨度和形態(tài)。 為研究紙漿纖維對(duì)冰梁力學(xué)性能的影響，制作大小為 ４０ｍｍ×４０ｍｍ×１６０ｍｍ 的純冰冰梁和木質(zhì)紙漿纖維復(fù)合冰冰梁試件，研究復(fù)合冰構(gòu)件在受彎作用下的基本力學(xué)性能、破壞形式和失效機(jī)理，開(kāi)展了 ５ 組 ７０ 次純冰（包括江冰 １３ 次）和 １６ 組 ２２３次復(fù)合冰冰梁試件的電液伺服跨間對(duì)稱(chēng)點(diǎn)彎曲加載試驗(yàn)，共計(jì) ２９３ 次。 試驗(yàn)結(jié)果表明：摻入增強(qiáng)纖維能夠有效改善冰材料在受彎作用下的破壞形式，使試件趨于延性破壞；同時(shí)，隨著增強(qiáng)纖維配合比的增加，復(fù)合冰冰梁失效過(guò)程中增強(qiáng)纖維對(duì)冰材料的持續(xù)“拉結(jié)”作用不斷增強(qiáng)，表現(xiàn)為開(kāi)裂強(qiáng)度突變減??；開(kāi)裂后強(qiáng)度突變次數(shù)增多；冰梁失效發(fā)展過(guò)程更加緩慢。

關(guān)鍵詞： 復(fù)合冰； 紙漿纖維； 彎曲試驗(yàn)； 纖維含量； 失效機(jī)理

中圖分類(lèi)號(hào)：ＴＵ３１７＋．２ 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Ａ 文章編號(hào)：１００２?８４８Ｘ（２０２２）１２?００４１?０５

Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｆｌｅｘｕｒａｌ ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ ｉｃｅ ｂｅａｍ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ ｂｙ ｐｕｌｐ ｆｉｂｅｒ ＳＵＮ Ｊｉａｎｆｅｎｇ１， ＨＵＡＮＧ Ｊｕｎｋａｉ

２， ＷＵ Ｙｕｅ２

（１ Ｔｈｅ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ ＨＩＴ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．， Ｈａｒｂｉｎ １５００９６， Ｃｈｉｎａ；２ Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｈａｒｂｉｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｈａｒｂｉｎ １５００９６， Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｉｃｅ ａｎｄ ｓｎｏｗ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｈａｖｅ ｔｈｅ ｕｎｉｑｕｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ｂｅｉｎｇ ｅａｓｙ ｔｏ ｏｂｔａｉｎ， ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｌｙ ｆｒｉｅｎｄｌｙ， ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ ａｎｄ ａｅｓｔｈｅｔｉｃａｌｌｙ ｐｌｅａｓｉｎｇ， ａｎｄ ｈａｖｅ ｇｒｅａｔ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｉｎ ｃｏｌｄ ｒｅｇｉｏｎｓ． Ｈｏｗｅｖｅｒ， ｉｔｓ ｌｏｗ ｍａｔｅｒｉａｌ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｎｄ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｇｒｅａｔｌｙ ｌｉｍｉｔ ｔｈｅ ｈｅｉｇｈｔ， ｓｐａｎ ａｎｄ ｓｈａｐｅ ｏｆ ｉｃｅ ａｎｄ ｓｎｏｗ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ． Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｓｔｕｄｙ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｐｕｌｐ ｆｉｂｅｒｓ ｏｎ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｉｃｅ ｂｅａｍｓ， ｔｈｅ ｐｕｒｅ ｉｃｅ ｂｅａｍｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｗｏｏｄ ｐｕｌｐ ｆｉｂｅｒ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｉｃｅ ｂｅａｍｓ ｗｅｒｅ ｍａｄｅ ｗｉｔｈ ａ ｓｉｚｅ ｏｆ ４０ｍｍ×４０ｍｍ×１６０ｍｍ， ａｎｄ ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｎｄ ｆａｉｌｕｒｅ ｍｏｄｅｓ ｏｆ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｉｃｅ ｍｅｍｂｅｒｓ ｕｎｄｅｒ ｂｅｎｄｉｎｇ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ． Ｅｌｅｃｔｒｏ?ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｓｅｒｖｏ ｂｅｎｄｉｎｇ ｌｏａｄｉｎｇ ｔｅｓｔｓ ｗｅｒｅ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ｏｎ ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ ｐｏｉｎｔｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ｓｐａｎｓ ｆｏｒ ａ ｔｏｔａｌ ｏｆ ２９３ ｔｉｍｅｓ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ５ ｇｒｏｕｐｓ ｏｆ ７０ ｔｉｍｅｓ ｏｆ ｐｕｒｅ ｉｃｅ ｂｅａｍ ｓｐｅｃｉｍｅｎｓ （ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ １３ ｔｉｍｅｓ ｏｆ ｒｉｖｅｒ ｉｃｅ ｂｅａｍ ｓｐｅｃｉｍｅｎｓ） ａｎｄ １６ ｇｒｏｕｐｓ ｏｆ ２２３ ｔｉｍｅｓ ｏｆ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｉｃｅ ｂｅａｍ ｓｐｅｃｉｍｅｎｓ．Ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ｒｅｉｎｆｏｒｃｉｎｇ ｆｉｂｅｒｓ ｃａｎ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｆａｉｌｕｒｅ ｍｏｄｅ ｏｆ ｔｈｅ ｉｃｅｍａｔｅｒｉａｌ ｕｎｄｅｒ ｂｅｎｄｉｎｇ ｔｏ ｍａｋｅ ｔｈｅ ｓｐｅｃｉｍｅｎ ｔｅｎｄ ｔｏ ｄｕｃｔｉｌｅ ｆａｉｌｕｒｅ； ａｔ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｉｍｅ， ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍｉｘｉｎｇ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｉｎｆｏｒｃｉｎｇ ｆｉｂｅｒｓ， ｔｈｅ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ＂ ｂｉｎｄｉｎｇ＂ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｉｎｆｏｒｃｉｎｇ ｆｉｂｅｒｓ ｏｎ ｔｈｅ ｉｃｅ ｍａｔｅｒｉａｌ ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｆａｉｌｕｒｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｉｃｅ ｂｅａｍ ｉｓ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ ｅｎｈａｎｃｅｄ， ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｍａｎｉｆｅｓｔｅｄ ａｓ ａ ｓｕｄｄｅｎ ｄｅｃｒｅａｓｅ ｉｎ ｔｈｅ ｃｒａｃｋｉｎｇ ｓｔｒｅｎｇｔｈ； ａｆｔｅｒ ｃｒａｃｋｉｎｇ， ｔｈｅ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｍｕｔａｔｉｏｎｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｓ； ｔｈｅ ｆａｉｌｕｒｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｉｃｅ ｂｅａｍ ｉｓ ｓｌｏｗｅｒ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｉｃｅ； ｐｕｌｐ ｆｉｂｅｒ； ｆｌｅｘｕｒａｌ ｔｅｓｔ； ｆｉｂｅｒ ｃｏｎｔｅｎｔ； ｆａｉｌｕｒｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ

∗國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（５１７７８１８２）。

第一作者：孫健峰，碩士，助理工程師，主要從事建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)在非傳統(tǒng)領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用研究，Ｅｍａｉｌ： ｓｊｆ２８８６６８６＠ １６３．ｃｏｍ。

［引用本文］ 孫健峰，黃俊凱，武岳． 紙漿纖維增強(qiáng)冰梁受彎性能試驗(yàn)研究［Ｊ］． 建筑結(jié)構(gòu)，２０２２，５２（１２）：４１?４５，２４．ＳＵＮ Ｊｉａｎｆｅｎｇ，ＨＵＡＮＧ Ｊｕｎｋａｉ，ＷＵ Ｙｕｅ． Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｆｌｅｘｕｒａｌ ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ ｉｃｅ ｂｅａｍ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ ｂｙ ｐｕｌｐ ｆｉｂｅｒ［Ｊ］．Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，２０２２，５２（１２）：４１?４５，２４．