冻融循环前后古建筑青砖的冲击损伤研究

作     者：郝贠洪 高炯 宣姣羽 吴日根 

作者机构：内蒙古工业大学 内蒙古自治区建筑检测鉴定与安全评估工程技术研究中心 内蒙古自治区土木工程结构与力学重点实验室 

出 版 物：《工程科学与技术》 (Advanced Engineering Sciences)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：081405[工学-防灾减灾工程及防护工程] 08[工学] 081304[工学-建筑技术科学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家自然科学基金面上项目(12272190) 国家自然科学基金地方项目(11862022) 内蒙古直属高校基本科研业务费项目(JY20220017 JY20230098) 内蒙古草原英才项目 

主　　题：古建筑青砖 冲击荷载 冻融循环 DIC 应变云图 损伤机理 

摘      要：针对内蒙古地区古建筑长期遭受冻融循环和风沙颗粒冲击损伤的问题，以内蒙古隆盛庄古建筑青砖砌体为研究对象，利用模拟自然环境下工程材料耐久性损伤试验系统和自动球压冲击仪，对冻融循环前后古建筑青砖的冲击损伤行为进行研究，利用数字图像相关技术（DIC）分析青砖压痕区应变场分布规律；通过计算动态硬度和恢复性系数来分析青砖的弹塑性特征；并应用超景深3维显微镜和扫描电子显微镜研究其冲击损伤形貌及损伤机理。结果表明：随冲击高度的增加，青砖的冲击荷载峰值和二次冲击荷载峰值呈先平缓后快速增长的趋势，而冻融循环会导致青砖受冲击时的荷载峰值增大，二次冲击荷载峰值减小；青砖损伤区应变以冲击中心为原点向四周呈环形扩散分布，冻融循环使得青砖压痕中心区域的径向应变明显增大，同时压痕损伤面积不断扩大；动态硬度和恢复性系数随冲击高度的增加呈递减趋势，冻融循环导致青砖抵抗塑性变形能力降低，动态硬度和恢复性系数逐渐减小；冲击荷载作用下青砖表面会形成球冠状小坑，冻融循环后青砖内部结构变得疏松软脆，导致表面损伤区压痕形貌参数不断增大。