生土基材料和生土砖砌体单轴受压本构关系研究及应用

来源 :长安大学 | 被引量 : 10次 | 上传用户:zgs352262
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
生土结构作为传统村落民居的一个重要组成部分,在世界各地留存广泛,其凭借节能环保、经济能耗低、热工性能优越等优点受到世界各国土木工程领域学者的关注。但生土结构相关规程标准和计算理论的缺失,不仅导致已建生土建筑抗震性能差,而且严重阻碍了新时代生土建筑的发展。准确获取生土材料的强度、掌握生土材料及其构件的应力-应变特性是建立生土结构相关标准和计算理论的基础。在国家“十二五”科技支撑计划课题(2014BAL06B04)支持下,为探索生土材料及其构件的力学特性、提高传统土坯结构房屋的抗震性能,本文做了如下工作:(1)研究生土基材料的轴心受压力学性能。对130个生土基块材进行单轴抗压试验,分别考虑了制样方法、试件形状、加载速率、养护时间、土料选取对生土基材料受压力学性能的影响,得到生土基块材的特征点参数和应力-应变曲线。通过对所得曲线进行分析,发现生土基材料受压应力-应变曲线存在初始下凹段,该重要特点有别于混凝土和烧结普通砖等材料,是单轴受压状态下生土基材料的应力-应变重要特性。(2)建立生土基材料本构关系。基于试验所得应力-应变曲线,并总结国内外现有生土基材料本构关系的不足之处,按分段函数的形式提出生土基材料的统一本构模型。该模型克服了已有本构方程存在的缺陷,能够真实的反映出生土材料的单轴受压应力-应变特性,而且通过参数变化可适用于各类生土基材料。(3)解决机制生土砖的粘结问题。机制生土砖力学性能好、表面光滑且具有较强的吸水性,与传统泥浆和普通砂浆无法产生有效粘结。采用纤维素醚、胶粉及粉煤灰作为掺料对普通砂浆进行改性,并通过拉伸粘结试验测试各类改性砂浆的力学性能,获得了一种可与机制生土砖产生有效粘结的专用砌筑砂浆,并且所研制的专用砂浆获得国家专利的授权。(4)研究机制生土砖砌体的基本力学性能。分别对采用所发明的砂浆砌筑的机制生土砖砌体进行了单轴抗压试验和沿通缝抗剪试验,考虑砂浆种类及强度等级、砌筑方式、生土砖表面隔水剂等对砌体抗压性能和沿通缝抗剪性能的影响,结合破坏形态对受压砌体和受剪砌体的破坏机理进行分析。基于机制生土砖块材本构关系的特点建立了机制生土砖砌体的单轴受压损伤本构模型,该本构模型可较好的描述机制生土砖砌体单轴受压应力-应变曲线各阶段的特点,为墙体的理论计算和数值模拟提供依据。(5)研究机制生土砖墙体的抗震性能。通过对7片墙体进行低周反复荷载作用下的拟静力试验,研究机制生土砖墙体在地震作用下的破坏形态、滞回曲线和骨架曲线、水平承载力和变形能力、耗能能力以及刚度退化等抗震性能。研究结果表明:机制生土砖墙体主要发生剪压和剪摩破坏,其承载能力远远高于传统土坯墙体。同时,基于本文提出的砌体本构关系和《砌体结构设计规范》(GB50003-2011)中公式对墙体的抗剪承载力进行了计算,计算结果与试验数据吻合较好,进一步说明本文所提出的砌体本构关系可用于机制生土砖墙体的理论计算。本文依次从块材、砌体、墙体三个层面对生土基材料及生土构件的力学性能进行了研究。揭示了生土基材料的受压应力-应变特性,提出了生土基材料统一本构模型,解决了机制生土砖的粘结问题,讨论了机制生土砖砌体的破坏机理,建立了机制生土砖砌体的单轴受压损伤本构模型。为探索生土材料及生土结构的力学特性提供了思路,研究结果获得国家发明专利的授权,完成了国家“十二五”科技支撑计划课题的约束性指标,为合理的使用生土材料和科学的建造生土结构房屋奠定了基础。
其他文献
《集韵》,北宋仁宗时期丁度、李淑等奉敕编撰,是《切韵》系韵书的最后一次修订。本文通过文献研究法,搜集、整理《集韵》的相关研究成果,对学界动态进行概述和补充,并对研究
目的研究胃癌患者血清中白细胞介素1β(IL-1β)和肝细胞生长因子(HGF)的表达,并探讨二者相关性。方法采用ELISA法检测70例胃癌患者及20例慢性胃炎患者、15例门诊健康体检者血
随着经济全球化的日益推进和科学技术的飞速发展,我国市场经济的发展日益与国际接轨,企业的生产经营和发展在面临越来越多机会的同时,也面临越来越多的不确定性和挑战。在这
动词在句法结构和语义结构研究中都占有核心地位,动作的主要特征是时间性和空间性,而方向则是动作在空间展现时的一个重要特征。动词方向类别是一个典型性渐变、边界模糊的范畴
目的探讨胃肠道间质瘤(GIST)的临床、病理及免疫组化特征。方法选取2013年1月至2017年5月该院病理科11例,同时选取2015年1月至2017年5月重庆金域医学检验所有限公司92例,共10
统筹城乡经济社会发展是实践科学发展观的现实途径之一。县域是当前统筹城乡发展的重要空间区域,其中尤以县域经济和民生事业统筹发展为重点,而且,保障和改善民生也是县域经
目的观察甲硝唑锡类散灌肠治疗急性期溃疡性结肠炎(UC)的疗效。方法选用随机对照双盲方法将54例UC患者分为治疗组和对照组,治疗组用甲硝唑锡类散灌肠,对照组用庆大霉素、利多
为了及时、方便地获取车间现场数据,研究开发了一种基于XBee模块的无线数据采集系统,包括手持式数据采集器及连接数据服务器的接收器。手持数据采集器以8052单片机为控制核心
当前,恐怖活动犯罪在世界蔓延,对我国国家安全也构成了严重威胁。加强此类案件侦查机制的理论研究,对于防范和打击暴恐活动,提高公安机关侦查水平都具有重要现实意义。在情报
目的:探索针对原发性早泄患者的有效非药物治疗方法。方法:前瞻性研究。随机入选2 013年8月~2014年3月上海交通大学医学院附属仁济医院泌尿男科门诊的原发性早泄患者32例。原