新型挡土墙砌块剪切性能试验与数值分析

新型装配式挡土墙由榫卯型砌块干垒而成，通过模型试验，并结合有限元模拟，从局部的角度出发，对不同榫卯数量砌块的剪切性能进行了对比研究，结果表明：竖向压力和榫卯数量对砌块的抗剪性能有一定的影响，竖向压力越大，砌块的抗剪强度越高；榫卯数量的增多，砌块之间契合性变差，砌块的抗剪强度会降低；砌块损伤主要发生在榫卯部分，生产时应采取措施进行局部加强。该榫卯型砌块挡土墙的优化设计和加固提供了参考。     

榫卯型装配式砌块砌体的基本力学性能试验研究

榫卯型装配式砌块是一种可以代替黏土烧结砖的新型墙体材料,具有利废、高强、环保、节能等诸多优点,但尚未系统地研究其基本力学性能。为此进行了24个足尺比例的榫卯型装配式砌块砌体轴压试验、24个抗剪试验以及12个压-剪复合受力试验。通过试验数据,研究了该种新型墙体的基本力学性能。试验结果表明榫卯型装配式砌块砌体的榫卯构造增强了砌体的抗剪能力,与传统砌块砌体抗剪机理有所不同。在试验的基础上,参照混凝土小型砌块砌体强度计算公式修正了榫卯型装配式块砌体的抗压强度平均值计算公式、抗剪强度平均值的计算公式及压剪复合作用下榫卯型装配式砌块砌体的受剪承载力计算公式,为榫卯型装配式砌块砌体力学性能的进一步研究及砌体设计提供试验成果及理论依据。     

配筋砌块短肢砌体剪力墙抗剪承载力研究

建立了配筋砌块短肢砌体剪力墙抗剪承载力的理论分析模式,并在此基础上根据国内59片符合配筋砌块短肢砌体剪力墙基本要求的配筋砌块砌体剪力墙抗剪承载力试验数据,分别考虑了灌孔砌体强度、剪跨比、竖向压力、水平钢筋等因素对抗剪承载力的影响,给出了与试验数据吻合较好的配筋砌块短肢砌体剪力墙抗剪承载力计算公式.与GB 50003-2001《砌体结构设计规范》中配筋砌块砌体剪力墙抗剪承载力计算公式相比,该公式适当增大了灌孔砌体和竖向压力对抗剪承载力的影响,水平配筋利用效率系数随着水平钢筋配筋率和剪跨比的增大而减小.     

多功能混凝土空心砌块砌体受剪性能研究

通过试验研究了多功能混凝土空心砌块砌体的抗剪强度。试验结果表明:多功能砌块采用了双排交错盲孔的孔型设计,提高了砌块和砂浆的有效粘结面积,大大增加了砌体剪切面积;砂浆的销栓作用有效的提高了砌体的抗剪强度;多功能砌块砌体的抗剪强度大大高于混凝土空心砌块砌体的抗剪强度。提出了多功能混凝土空心砌块砌体的抗剪强度计算公式。     

页岩烧结保温砌块超薄灰缝砌体剪压复合受力性能试验研究

为了解实际页岩烧结保温砌块房屋在横向荷载和竖向荷载共同作用下的受力性能,根据竖向压应力的不同设计并制作了6组36个剪压试件,通过自行设计的自平衡剪压加载装置进行页岩烧结保温砌块超薄灰缝砌体剪压复合受力性能试验。试验结果表明:剪压复合受力作用下试件分为剪摩破坏、剪压破坏和局部破坏3种破坏形态;根据剪压试验结果绘制了页岩烧结保温砌块砌体剪压相关曲线,并提出了剪压相关曲线方程;在该方程基础上,结合现有的变摩擦系数剪摩理论,得到页岩烧结保温砌块砌体静力抗剪强度计算式,并将该式与现有的砌体静力抗剪强度计算式进行比较,发现所提出的算式与试验结果符合较好,建议采用该算式作为页岩烧结保温砌块砌体静力抗剪强度计算表达式。     

新型混凝土小型空心砌块砌体的力学性能研究

对一种带联接件的新型混凝土小型空心砌块砌体的抗压强度和抗剪强度进行了试验研究，试验结果表明，这种新型砌块砌体与普通混凝土小型空心砌块砌体相比，抗压强度没有显著降低，但其通缝抗剪强度有较大幅度的提高，当有竖向荷载作用时，抗剪强度也有较大提高，在工程中将有较好的应用前景。     

用于装配式墙体的加长型混凝土砌块砌体的受力性能试验研究

为方便机械砌筑,装配式砌块砌体墙体被设计成无竖向灰缝,加长砌块砌筑形式。通过对比两种不同影响因素(不同砌筑方式、有无竖向灰缝)18个抗压试件、27个抗剪试件的静力试验,研究了用于装配式墙体的加长型混凝土砌块砌体的抗压强度、抗剪强度及破坏模式等力学性能。试验结果表明,无竖向灰缝的机器砌筑工厂预制试件与有竖向灰缝的人工砌筑试件的抗压强度和抗剪强度均满足规范要求,说明无竖向灰缝的机器砌筑替代有竖向灰缝人工砌筑可行。     

多功能混凝土空心砌块砌体受剪性能研究

通过试验研究了多功能混凝土空心砌块砌体的抗剪强度。试验结果表明：多功能砌块采用了双排交错盲孔的孔型设计．提高了砌块和砂浆的有效粘结面积．大大增加了砌体剪切面积：砂浆的销栓作用响效的提高了砌体的抗剪强度：多功能砌块砌体的抗剪强度大大高于混凝土空心砌块砌体的抗剪强度。提出了多功能掘凝土守心砌块砌体的抗剪强度计算公式。     

页岩烧结保温砌块砌体基本力学性能试验研究

通过对页岩烧结保温砌块砌体轴心抗压、沿通缝抗剪、剪压复合抗剪性能试验研究,分析其破坏特征和破坏机理。试验结果表明:页岩烧结保温砌块砌体受压破坏时,在竖向灰缝附近形成主裂缝,接近极限荷载时砌体出现表皮剥落现象;沿通缝抗剪破坏模式主要为单剪破坏,脆性明显;剪压破坏有剪磨、剪压和斜压3种类型;实测轴心抗压强度平均值高于规范值,沿通缝抗剪强度、复合抗剪强度平均值低于计算值,并分别给出砌体轴心抗压强度平均值、抗剪、剪压复合受力抗剪强度平均值建议公式;剪压复合抗剪强度随着压应力的增大而增大;建立了页岩烧结保温砌块砌体受压应力应变关系表达式;给出该类砌块的弹性模量和泊松比的建议值。     

新型利废自保温混凝土空心砌块砌体抗剪性能试验研究

新型利废自保温混凝土空心砌块采用水泥、骨料、岩棉、珍珠岩制作而成。为了研究砌块砌体的受剪性能,进行了不同砂浆强度等级的自保温混凝土砌块砌体沿通缝截面抗剪性能试验研究,考察了自保温混凝土砌块砌体在不同砂浆强度下的抗剪承载力,分析了自保温混凝土砌块砌体沿通缝截面抗剪破坏特征,得到了自保温混凝土砌块砌体抗剪强度平均值,研究结果表明:自保温混凝土砌块砌体的抗剪性能和普通混凝土砌块砌体的抗剪性能基本相似,砌体抗剪强度随砂浆强度的增加而增大,通过对试验数据的分析,验证了现行砌体结构设计规范公式可用于自保温混凝土砌块砌体抗剪强度计算。     

UHPC-CA装配式干砌挡土墙设计及其稳定性研究

设计出一种新型装配式空心挡块,挡块由掺粗骨料超高性能混凝土(UHPC-CA)浇筑而成,其干砌式墙体强度及耐久性较传统现浇挡土墙均得到提升,挡块间采用梯形榫槽进行连接,榫槽尺寸及角度基于摩擦自锁原理确定; 利用模型试验、有限元仿真和理论分析等手段对新型挡块干砌式挡土墙的稳定性进行研究。结果表明:所设计的挡块榫槽间连接可靠,未发生榫槽间脱落导致的局部破坏,干砌式挡土墙整体性良好,且抗倾覆安全稳定性可达到等同现浇的效果; 新型挡土墙多种方式堆砌可适用于各级标准载重汽车行驶道路的路堤以及路肩等防护工程,双排堆砌即可保证梯形榫不发生剪切破坏; 挡块填土孔内可填充种植土和种植绿植,具有良好的生态效益。     

A Displacement Prediction Method for Retaining Walls Under Seismic Loading

This paper describes a new calculation method for seismic displacement of retaining walls. A macroscopic failure surface and a plastic displacement potential in the general load space are considered in the method to evaluate the subgrade reaction force from foundation ground. The method is capable of calculating not only horizontal, vertical or rotational displacement alone, but also their combined effect. The method is validated through comparison with centrifuge test results of a gravity retaining wall with dense backfill sand subjected to strong base shaking. The calculated displacement components, that is vertical, horizontal and rotational displacement at the end of shaking, compared well with those measured. It also appeared that previously proposed conventional displacement calculation methods based on Newmark’s sliding block analogy might underestimate the displacement. The assumption of the constant frictional coefficient may be responsible for this.The proposed method is limited to retaining walls resting on soils where dramatic degradation of soil strength due to the generation of excess pore pressure does not occur.     

三向应力作用下的Rankine被动土压力公式

基于Mohr-Coulomb理论推导的Rankine被动土压力计算公式,只考虑大小主应力的影响,没有考虑中间主应力的影响,而三向应力作用的双剪强度理论克服了Mohr-Coulomb屈服准则的不足,使被动土压力公式在三向应力作用下推导出来,更加符合实际,实例演算表明三向应力状态下的被动土压力值大于经典Rankine被动土压力值,计算结果用于设计更偏于安全。     

卸载对粗砂抗剪强度影响的直剪试验研究

采用粗砂试样进行一系列卸载后的室内直剪试验,分析卸载作用、超固结比OCR、先期固结压力和剪胀性对粗砂抗剪强度的影响。试验结果表明：对于同样的卸载后竖向应力,OCR越大,相同剪切位移对应的剪应力越大;当OCR较小时,峰值强度基本上随超固结比的增加而增加,当OCR较大时,其对峰值强度的影响较小;当卸载后竖向应力较小时,峰值强度随竖向应力几乎线性增加,当竖向应力增加到一定数值以上时,竖向应力变化对峰值强度几乎没有影响;当卸载后竖向应力较小时,与正常固结砂样相比,超固结砂土试样均有一定的剪胀性,其中在低竖向应力下这种现象尤为明显,摩擦强度和剪胀强度均对剪胀性砂土的峰值强度有所贡献;根据试验结果,得到粗砂的峰值内摩擦角与最大剪胀角之间的线性拟合关系。     

平动模式下考虑剪应力作用的刚性挡土墙主动土压力计算

以墙后为无黏性填土的刚性挡土墙为研究对象,假定破裂面为通过墙踵的平面,且墙后土体中形成圆弧形土拱,考虑滑动土楔内水平土层间的平均剪应力,修正水平层分析法,得到平动模式下主动土压力的表达式。通过与文献中模型试验结果和现有理论成果的对比分析证明了修正方法的合理性。参数分析表明,水平土层间的平均剪应力和主动土压力一样,沿墙高为非线性分布,主要受墙背倾角、墙土摩擦角、填土内摩擦角等因素的影响。对于墙背竖直或墙背较陡且比较粗糙的挡土墙,考虑水平土层间平均剪应力作用算得的主动土压力合力作用点位置高于库仑解且低于不考虑剪应力作用的理论解答,而对墙背较缓且比较光滑的挡土墙,情况则正好相反。而且,不论是否考虑水平土层间的平均剪应力,主动土压力合力作用点位置都会随墙背变缓而降低。     

Generalized solution to Coulomb’s seismic active earth pressure acting on rigid retaining wall with cohesive backfill and trial application for evaluation of seismic performance of retaining wall

In this paper, a general solution for evaluating the Coulomb-type seismic active earth pressure that acts on a rigid retaining wall from the cohesive backfill soil is shown together with its derivation process. In the proposed solution, the mobilization of the cohesion on the failure plane in the backfill soil of the retaining wall and the associated increase in shear strength are considered in the pseudo-static limit equilibrium approach under the assumption that the cohesion is uniformly distributed in the backfill soil. The angle of the failure plane and the seismic active earth pressure calculated by the proposed equation completely agree with the calculation results by the trial wedge method, which shows the validity of the proposed solution. In addition, by combining the concept of the Modified Mononobe-Okabe method and the proposed equation, a calculation method for the seismic active earth pressure is proposed. It can consider the effect of backfill cohesion and can be applied even under a large seismic load. Furthermore, a series of trial analyses on the effect of backfill cohesion on the seismic performance of the retaining wall is also conducted using the proposed equation. A series of analyses using the case of a retaining wall damaged during the 1995 Hyogo-ken Nanbu earthquake shows that the effect of backfill cohesion is significant in the seismic performance evaluation and the design of aseismic reinforcements.     

加筋土挡土墙水平位移研究

视加筋土挡土墙为一粘结重力式挡土墙来考虑,受到墙后土压力作用时会产生水平位移,其大小是加筋土挡土墙墙面水平位移的重要组成部分。本文将加筋土挡土墙墙体等效成各向异性的弹性体,视为L宽度的悬臂梁,当受到墙背水平土压力三角形荷载作用时,分别计算纯弯曲和纯剪切两种情况下的水平位移。通过理论计算与工程实例测试结果比较,验证了该方法的正确性。     

偏心受拉钢筋混凝土剪力墙受剪性能试验研究

对4个偏心受拉钢筋混凝土剪力墙试件进行了静力试验研究,研究发现：对于小剪跨比试件,轴拉力可以改善试件延性,同时降低剪力墙的受剪承载力和侧向刚度;提高剪力墙中的竖向分布钢筋配筋率可提高偏心受拉剪力墙的斜截面受剪承载力。GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》中偏心受拉剪力墙斜截面受剪承载力计算公式可满足工程设计安全要求,但是该公式中未考虑竖向分布钢筋的贡献,对于竖向分布钢筋配筋率较高的剪力墙计算结果偏保守。提出了考虑竖向分布钢筋贡献的偏心受拉剪力墙斜截面受剪承载力计算式,同时,提出了偏心受拉剪力墙的设计建议,以期为实际工程设计提供参考。     

高强砌块配筋砌体剪力墙抗剪性能试验研究

混凝土小型空心砌块是取代粘土砖的最有竞争力的墙体材料,在中高层房屋中具有广阔的应用前景。本文试验为砌块强度超过20MPa,剪跨比大于1.0的配筋砌块剪力墙抗剪试验。通过七片纵横配筋的高强砌块高悬臂剪力墙的低周反复荷载试验,考查了竖向荷载、剪跨比、水平配筋对该种剪力墙的影响。试验结果表明:砌块剪力墙的破坏形态与现浇钢筋混凝土剪力墙相似;配置的水平钢筋得到充分利用,因而试件的破坏形态完全体现了配筋砌体的特点,裂缝细而多,破坏时裂而不倒,明显改善了砌块剪力墙的抗震性能,该种墙体具有良好的强度、刚度、延性性能及能量耗散能力;试验得到的骨架三折线,为分析该种墙体的抗震时程分析提供了依据。