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橡胶砂动剪模量和阻尼比循环单剪试验研究
橡胶砂是一种由橡胶颗粒和砂组成的复合材料，具有较好的防震减振性能，因此在地震工程和交通工程中得到广泛应用。然而，由于橡胶砂不同于传统材料，其动力学特性和剪切性能还需要进一步研究。本文针对这一问题，通过循环单剪试验，研究了橡胶砂的动剪模量和阻尼比。
试验方法
试验样品为直径为60mm，高度为20mm的圆柱形样品，制备方法为按照一定质量比例混合橡胶和砂、加入适量水分制成糊状，然后压制成形。试验方法采用循环单剪试验，使用MTS试验机进行加载，加载速率为5mm/min。试验过程中，采集剪切应力和位移数据，并根据数据估算动剪模量和阻尼比。
结果与分析
通过试验测试，得到了不同条件下的动剪模量和阻尼比数据。例如，对于橡胶砂样品，当混合比例为1:2时，动剪模量为3.5MPa，当混合比例为1:3时，动剪模量为4.5MPa；同时，不同载荷频率下的阻尼比也有所不同，例如在载荷频率为1Hz时，阻尼比为0.20，载荷频率为10Hz时，阻尼比为0.16。
分析结果可以发现，橡胶砂样品的动剪模量和阻尼比随混合比例的变化而变化。当混合比例增加时，动剪模量逐渐增加，这是因为砂颗粒与橡胶颗粒的比例变得更加平衡，整个系统的刚度也逐渐增加。阻尼比方面，也随混合比例的增加而略微增加，这是因为随着砂颗粒比例的增加，系统的刚度也增加，因此阻尼比也会有所提高。
此外，阻尼比还受到载荷频率的影响。当载荷频率增加时，阻尼比也随之降低，这是因为高频载荷下橡胶砂颗粒的位移变化更为剧烈，阻尼效果受到抑制。因此，在实际应用中应考虑载荷频率对橡胶砂的影响。
结论
本文通过循环单剪试验，研究了橡胶砂的动剪模量和阻尼比。结果表明，橡胶砂样品的动剪模量和阻尼比随混合比例和载荷频率的变化而变化。在实际应用中，可以通过调整橡胶颗粒与砂的混合比例，来控制材料的动力学特性，提高其抗震减振性能。