循环荷载下混凝土柱内嵌石墨或碳纤维试块的压阻特性

图7-5（a）～图7-5（c）分别为混凝土柱轴向压力幅值为10KN、31.3KN和62.5KN时单轴压力循环荷载作用下，柱中心内嵌石墨试块的电阻变化率的变化曲线。从中可以看出，试块的电阻变化率与柱所受的压应力呈现鲜明的对应关系，3条曲线的力电变化规律基本相同。在每个循环过程中，加载时，试块的电阻变化率随荷载增大成近似线性关系降低卸载时，试块的电阻变化率随荷载降低成近似线性关系增加，电阻的回复性较好。但是，在不同的加载幅度下，电阻变化率的相对变化与荷载之间存在一定的差异。随着循环次数的增加，卸载后的初始电阻（荷载为0）逐渐下降，电阻变化率的峰值逐渐减小。而当荷载幅值逐步变大时，试块电阻变化率峰值的变化逐步减小，并随循环次数的增加逐步趋于稳定，见图7-5（c）。荷载幅值越大，该试块的电阻变化率越大。

图7-5（a）压力幅值为10KN

图7-5（b）压力幅值为31.3KN

图7-5（c）压力幅值为62.5KN

图7-6（a）和（b）分别为混凝土短柱在不同幅值循环荷载作用下的纵向和横向应变大小。图中曲线（1）、（2）和（3）则对应图图7-5（a）、（b）和（c）中的压力幅值10KN、31.3KN和62.5KN。

从图中可以看出，在这3个加载应力下，应变值与循环应力呈现出很好的对应关系，重复性好。随着加载应力的增加，柱的变形增大，但是，柱的变形均为弹性变形。每次幅值荷载时试块测得的应变值基本持平，这表明试块内部基本没有损伤产生，试块的感知监测性能具有很好的可重复利用性。

图7-6（a）不同幅值循环荷载作用下混凝土柱的纵向应变

图7-6（b）不同幅值循环荷载作用下混凝土柱的横向应变

图7-7（a）～图7-7（b）分别为混凝土柱轴向压力幅值为31.3KN和62.5KN时单轴压力循环荷载作用下，柱中心内嵌碳纤维石墨试块的电阻变化率的变化曲线。从中可以看出，试块的电阻变化率与柱所受的压应力呈现鲜明的对应关系，2条曲线的力电变化规律基本相同。在每个循环过程中，加载时，试块的电阻变化率随荷载增大成近似线性关系降低卸载时，试块的电阻变化率随荷载降低成近似线性关系增加，电阻的回复性较好。但是，在不同的加载幅度下，电阻变化率的相对变化与荷载之间存在一定的差异。随着循环次数的增加，卸载后的初始电阻（荷载为0）逐渐下降，电阻变化率的峰值逐渐减小。而当荷载幅值逐步变大时，试块电阻变化率峰值的变化逐步减小，并随循环次数的增加逐步趋于稳定，见图7-7（b）。荷载幅值越大，该试块的电阻变化率越大。而且在弹性范围内，荷载越大，试块电阻的变化率越易趋于稳定。

图7-8（a）～图7-8（b）分别为幅值为31.3KN和62.5KN时单轴压力循环荷载作用下混凝土柱的纵向、横向应变。图中曲线（1）和（2）则对应图7-7（a）～图7-7（b）中的压力幅值31.3KN和62.5KN。

从图中可以看出，在这2个加载应力下，应变值与循环应力呈现出很好的对应关系，重复性好。随着加载应力的增加，柱的变形增大，但是，柱的变形均为弹性变形。

7-7（a）压力幅值为31.3KN

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7-7（b）压力幅值为62.5KN

7-8（a）柱子的纵向应变

7-8（b）柱子的横向应变

图7-9（a）～图7-9（d）分别为混凝土柱轴向压力幅值为5KN、31.3KN、62.5KN和75KN时单轴压力循环荷载作用下，柱中心内嵌碳纤维石墨试样的电阻变化率的变化曲线。图7-9（d）的加载方式与图7-9（a）一图7-9（c）的纯三角形加载方式略有不同，即每次在零荷载和幅值处持荷60秒钟。循环加载可反映试样与混凝土柱之间在重复荷载下协同工作、界面性能情况，每次循环中的持荷阶段可检验试样压阻特性的稳定性。从图7-9中可以看出，试样的电阻变化率与柱所受的压应力呈现鲜明的对应关系，4条曲线的力电变化规律基本相同。即使是在加载幅值为5KN，试块的电阻也得到了很好的响应，见图7-9（a）。在每个循环过程中，加载时，试样的电阻变化率随荷载增大成近似线性关系降低卸载时，试样的电阻变化率随荷载降低成近似线性关系增加，电阻的回复性较好。但是，在不同的加载幅度下，电阻变化率的相对变化与荷载之间存在一定的差异。随着循环次数的增加，卸载后的初始电阻（荷载为0）逐渐下降，电阻变化率的峰值逐渐减小。而当荷载幅值逐步变大时，试样电阻变化率峰值的变化逐步减小，并随循环次数的增加逐步趋于稳定。荷载幅值越大，试样的电阻变化率越大。图7-9（d）的试验结果表明，在每次循环中的零荷载和幅值处的持荷60s时，试样的电阻变化很小，说明该材料内嵌试样具有较为稳定的压阻特性。

图7-9（a）压力幅值5KN

图7-9（b）压力幅值31.3KN

图7-9（c）压力幅值62.5KN

图7-9（d）压力幅值75KN

图7-10（a）～图7-10（b）分别为幅值为75KN（对应图7-9d）时单轴压力循环荷载作用下混凝土柱的纵向、横向应变。从图中可以看出，在这个加载应力下，应变与循环应力呈现出很好的对应关系，重复性好。随着加载应力的增加，柱的变形增大，但是，柱的变形为弹性变形。前面两个循环的压应变幅值略有降低，后面的循环则趋于稳定。

图7-10（a）柱子纵向应变

图7-10（b）柱子横向应变