夯土砖墙抗震性能的试验与数值评估

摘要整理

夯土建筑是发展中国家农村地区的常见结构形式。这类结构在地震荷载作用下易发生灾难性破坏，造成人员伤亡和经济损失。墙体是夯土建筑的重要承重构件。本研究提出了一种改善夯土墙强度和延性的新方法，通过材料性能、力学性能和动力性能三个方面对夯土墙的抗震性能进行了系统评估。材料性能研究中，制备了18个直径100 mm、高度110 mm的圆柱形试件，分三组进行压缩、拉伸和劈裂拉伸强度试验。试验结果表明，压缩强度、拉伸强度和剪切强度的屈服强度比约为1:0.3:0.2。为研究结构构件性能，对三面1/3缩尺夯土墙（宽1,200 mm、高1,000 mm、厚310 mm）进行了循环加载试验。试验得到的平均墙体承载力约为13.5 kN，平均位移角约为1/135。采用数值模拟试验探索结构破坏机制，基于上述试验结果选取材料参数建立三维有限元模型。通过与准静态试验结果的对比验证了数值模拟的准确性。进一步模拟了地震波作用下夯土墙的倒塌过程，探索了结构的响应和破坏机制。在系统分析基础上，为改善夯土建筑的抗震性能提出了有用的指导建议。

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