生土基材料和生土砖砌体单轴受压本构关系研究及应用
发布时间：2021-11-02 22:37
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...
【文章来源】：长安大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：155 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 生土基材料的基本力学性能及本构关系研究
1.2.2 土坯砌体的基本力学性能研究
1.2.3 生土墙体与生土结构的抗震性能研究
1.3 研究中存在的主要问题
1.4 本文主要研究内容及创新点
1.4.1 本文主要研究内容
1.4.2 主要创新点
第二章 生土基材料单轴受压应力-应变全曲线试验研究
2.1 引言
2.2 生土基材料轴心抗压试验
2.2.1 生土块材的制作
2.2.2 加载装置与加载方案
2.3 试验过程及结果分析
2.3.1 试验过程及破坏形态
2.3.2 实测应力-应变全曲线
2.3.3 峰值应力
2.3.4 峰值应变和极限应变
2.4 本章小结
第三章 生土基材料单轴受压本构关系研究
3.1 引言
3.2 单轴受压应力-应变全曲线的几何特点
3.3 现有生土基材料单轴受压应力-应变全曲线方程的比较和分析
3.4 生土基材料单轴受压本构关系
3.4.1 本构关系数学推导
3.4.2 所建立本构模型的适用性分析
3.5 本章小结
第四章 机制生土砖块材粘结关键问题研究
4.1 引言
4.2 砌筑砂浆配方研究
4.2.1 问题分析
4.2.2 掺料分析
4.2.3 配方比例
4.3 拉伸粘结试验
4.3.1 试验设计
4.3.2 测试方法
4.3.3 试验评定
4.3.4 试验现象
4.3.5 试验结果分析
4.4 本章小结
第五章 机制生土砖砌体力学性能及单轴受压本构关系研究
5.1 引言
5.2 机制生土砖砌体单轴抗压试验
5.2.1 试件设计与制作
5.2.2 试验装置与加载方案
5.2.3 破坏过程与破坏机理分析
5.2.4 试验结果与分析
5.2.5 规范计算值与试验结果的比较分析
5.3 机制生土砖砌体抗压本构关系的建立
5.3.1 现有单轴受压砌体本构关系表达式
5.3.2 本文提出的机制生土砖砌体本构关系
5.4 机制生土砖砌体抗剪强度试验
5.4.1 试验目的
5.4.2 试件设计与制作
5.4.3 试验装置与加载方案
5.4.4 破坏形态与破坏机理分析
5.4.5 试验结果与分析
5.5 本章小结
第六章 机制生土砖墙抗震性能试验研究与抗剪承载力计算
6.1 引言
6.2 试验概况
6.2.1 试件设计及制作
6.2.2 加载装置及方案
6.2.3 测点布置及数据采集
6.3 试验结果及分析
6.3.1 破坏过程及形态
6.3.2 滞回曲线与骨架曲线
6.3.3 承载力
6.3.4 延性性能
6.3.5 刚度
6.3.6 耗能能力
6.4 恢复力模型
6.4.1 骨架曲线的确定
6.4.2 卸载刚度的确定
6.4.3 滞回规则的确定
6.4.4 恢复力模型与试验结果的比较
6.5 抗剪承载力计算
6.5.1 墙体单元应力状态分析
6.5.2 基于砌体单轴受压本构的抗剪承载力计算
6.5.3 基于典型规范公式计算的抗剪承载力
6.5.4 抗震性能评估
6.6 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]冻融损伤低矮钢筋混凝土剪力墙恢复力模型研究[J]. 郑山锁,李强强,秦卿,甘传磊,刘巍,董立国. 建筑结构学报. 2018(03)
[2]碱激发改性汉中地区夯土民居墙体材料试验研究[J]. 张波,王赟,张科强. 硅酸盐通报. 2017(02)
[3]掺入工业废料的改性生土材料抗压试验[J]. 王毅红,刘芳,刘亮,管科杰,张坤. 土木建筑与环境工程. 2016(06)
[4]掺入玻璃和竹纤维的生土基材料性能试验研究[J]. 王毅红,丁思远,杨世豪,张坤,宋萍. 西安科技大学学报. 2016(05)
[5]机制生土砖砌体变形模量及泊松比试验研究[J]. 王毅红,刘奇佶,仲继清,张坤. 建筑结构. 2016(12)
[6]生土基材料改性技术的研究进展[J]. 刘朋,肖力光. 吉林建筑大学学报. 2016(03)
[7]掺水泥和砂的机制生土砖力学性能试验研究[J]. 张又超,王毅红,侍雪雷,丁思远,孙艺嘉. 建筑结构学报. 2016(S1)
[8]基于土聚水泥生土材料改性试验研究[J]. 刘志华,李园枫,杨久俊,陈兵. 硅酸盐通报. 2016(01)
[9]砖柱加强的夯土墙体抗震性能试验研究[J]. 张坤,王毅红,梁楗,张又超,仲继清. 西安建筑科技大学学报(自然科学版). 2015(03)
[10]国外生土结构研究综述[J]. 王毅红,仲继清,石以霞,权登州,岳星朝. 土木工程学报. 2015(06)
博士论文
[1]生土基材料强度标准试验方法研究[D]. 张坤.长安大学 2017
[2]活性粉末混凝土剪力墙抗震性能及设计方法研究[D]. 童小龙.湖南大学 2016
[3]土坯房屋基本力学和抗震性能的试验研究[D]. 吴锋.大连理工大学 2013
[4]砌体结构基本受力性能的研究[D]. 刘桂秋.湖南大学 2005
硕士论文
[1]机制生土砖砌体的变形模量及泊松比试验研究[D]. 刘奇佶.长安大学 2017
[2]新型土坯砖砌体基本力学性能试验研究[D]. 宋乐帅.西安建筑科技大学 2015
[3]乳胶粉与纤维素醚对硬化水泥石干缩性能影响的研究[D]. 张彦敏.河南大学 2012
[4]改性土体材料本构关系及破坏准则试验研究[D]. 茹克亚·阿不地热依木.新疆大学 2012
[5]夯土房屋墙体试验与结构性能改良技术研究[D]. 彭道强.西安建筑科技大学 2012
[6]改性方式对生土墙体材料耐久性影响的研究[D]. 郝传文.沈阳建筑大学 2011
[7]可再分散乳胶粉对水泥砂浆性能的影响[D]. 袁国卿.郑州大学 2010
[8]改性土坯砌体抗压强度试验研究[D]. 赵成.新疆大学 2010
[9]村镇土坯结构摩擦滑移隔震技术研究[D]. 刘开康.大连理工大学 2010
[10]改性土体材料及土坯砌体的受压力学性能研究[D]. 陈嘉.新疆大学 2009
本文编号：3472504
【文章来源】：长安大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：155 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 生土基材料的基本力学性能及本构关系研究
1.2.2 土坯砌体的基本力学性能研究
1.2.3 生土墙体与生土结构的抗震性能研究
1.3 研究中存在的主要问题
1.4 本文主要研究内容及创新点
1.4.1 本文主要研究内容
1.4.2 主要创新点
第二章 生土基材料单轴受压应力-应变全曲线试验研究
2.1 引言
2.2 生土基材料轴心抗压试验
2.2.1 生土块材的制作
2.2.2 加载装置与加载方案
2.3 试验过程及结果分析
2.3.1 试验过程及破坏形态
2.3.2 实测应力-应变全曲线
2.3.3 峰值应力
2.3.4 峰值应变和极限应变
2.4 本章小结
第三章 生土基材料单轴受压本构关系研究
3.1 引言
3.2 单轴受压应力-应变全曲线的几何特点
3.3 现有生土基材料单轴受压应力-应变全曲线方程的比较和分析
3.4 生土基材料单轴受压本构关系
3.4.1 本构关系数学推导
3.4.2 所建立本构模型的适用性分析
3.5 本章小结
第四章 机制生土砖块材粘结关键问题研究
4.1 引言
4.2 砌筑砂浆配方研究
4.2.1 问题分析
4.2.2 掺料分析
4.2.3 配方比例
4.3 拉伸粘结试验
4.3.1 试验设计
4.3.2 测试方法
4.3.3 试验评定
4.3.4 试验现象
4.3.5 试验结果分析
4.4 本章小结
第五章 机制生土砖砌体力学性能及单轴受压本构关系研究
5.1 引言
5.2 机制生土砖砌体单轴抗压试验
5.2.1 试件设计与制作
5.2.2 试验装置与加载方案
5.2.3 破坏过程与破坏机理分析
5.2.4 试验结果与分析
5.2.5 规范计算值与试验结果的比较分析
5.3 机制生土砖砌体抗压本构关系的建立
5.3.1 现有单轴受压砌体本构关系表达式
5.3.2 本文提出的机制生土砖砌体本构关系
5.4 机制生土砖砌体抗剪强度试验
5.4.1 试验目的
5.4.2 试件设计与制作
5.4.3 试验装置与加载方案
5.4.4 破坏形态与破坏机理分析
5.4.5 试验结果与分析
5.5 本章小结
第六章 机制生土砖墙抗震性能试验研究与抗剪承载力计算
6.1 引言
6.2 试验概况
6.2.1 试件设计及制作
6.2.2 加载装置及方案
6.2.3 测点布置及数据采集
6.3 试验结果及分析
6.3.1 破坏过程及形态
6.3.2 滞回曲线与骨架曲线
6.3.3 承载力
6.3.4 延性性能
6.3.5 刚度
6.3.6 耗能能力
6.4 恢复力模型
6.4.1 骨架曲线的确定
6.4.2 卸载刚度的确定
6.4.3 滞回规则的确定
6.4.4 恢复力模型与试验结果的比较
6.5 抗剪承载力计算
6.5.1 墙体单元应力状态分析
6.5.2 基于砌体单轴受压本构的抗剪承载力计算
6.5.3 基于典型规范公式计算的抗剪承载力
6.5.4 抗震性能评估
6.6 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]冻融损伤低矮钢筋混凝土剪力墙恢复力模型研究[J]. 郑山锁,李强强,秦卿,甘传磊,刘巍,董立国. 建筑结构学报. 2018(03)
[2]碱激发改性汉中地区夯土民居墙体材料试验研究[J]. 张波,王赟,张科强. 硅酸盐通报. 2017(02)
[3]掺入工业废料的改性生土材料抗压试验[J]. 王毅红,刘芳,刘亮,管科杰,张坤. 土木建筑与环境工程. 2016(06)
[4]掺入玻璃和竹纤维的生土基材料性能试验研究[J]. 王毅红,丁思远,杨世豪,张坤,宋萍. 西安科技大学学报. 2016(05)
[5]机制生土砖砌体变形模量及泊松比试验研究[J]. 王毅红,刘奇佶,仲继清,张坤. 建筑结构. 2016(12)
[6]生土基材料改性技术的研究进展[J]. 刘朋,肖力光. 吉林建筑大学学报. 2016(03)
[7]掺水泥和砂的机制生土砖力学性能试验研究[J]. 张又超,王毅红,侍雪雷,丁思远,孙艺嘉. 建筑结构学报. 2016(S1)
[8]基于土聚水泥生土材料改性试验研究[J]. 刘志华,李园枫,杨久俊,陈兵. 硅酸盐通报. 2016(01)
[9]砖柱加强的夯土墙体抗震性能试验研究[J]. 张坤,王毅红,梁楗,张又超,仲继清. 西安建筑科技大学学报(自然科学版). 2015(03)
[10]国外生土结构研究综述[J]. 王毅红,仲继清,石以霞,权登州,岳星朝. 土木工程学报. 2015(06)
博士论文
[1]生土基材料强度标准试验方法研究[D]. 张坤.长安大学 2017
[2]活性粉末混凝土剪力墙抗震性能及设计方法研究[D]. 童小龙.湖南大学 2016
[3]土坯房屋基本力学和抗震性能的试验研究[D]. 吴锋.大连理工大学 2013
[4]砌体结构基本受力性能的研究[D]. 刘桂秋.湖南大学 2005
硕士论文
[1]机制生土砖砌体的变形模量及泊松比试验研究[D]. 刘奇佶.长安大学 2017
[2]新型土坯砖砌体基本力学性能试验研究[D]. 宋乐帅.西安建筑科技大学 2015
[3]乳胶粉与纤维素醚对硬化水泥石干缩性能影响的研究[D]. 张彦敏.河南大学 2012
[4]改性土体材料本构关系及破坏准则试验研究[D]. 茹克亚·阿不地热依木.新疆大学 2012
[5]夯土房屋墙体试验与结构性能改良技术研究[D]. 彭道强.西安建筑科技大学 2012
[6]改性方式对生土墙体材料耐久性影响的研究[D]. 郝传文.沈阳建筑大学 2011
[7]可再分散乳胶粉对水泥砂浆性能的影响[D]. 袁国卿.郑州大学 2010
[8]改性土坯砌体抗压强度试验研究[D]. 赵成.新疆大学 2010
[9]村镇土坯结构摩擦滑移隔震技术研究[D]. 刘开康.大连理工大学 2010
[10]改性土体材料及土坯砌体的受压力学性能研究[D]. 陈嘉.新疆大学 2009
本文编号：3472504
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