基于环境变迁影响的古砖孔结构及饱和系数

通过不同水平下的淡水冻融、盐水冻融,人工模拟山西某地区环境变迁特征,采用蒸煮法和压汞法实验,建立古砖不同孔径孔隙体积和饱和系数的对应关系,评估分析环境变迁对古砖孔结构及饱和系数的影响.针对同一区域的某古建筑群不同年代的实体砖进行实验验证.研究结果表明,环境变迁导致古砖的孔隙率和孔径分布变化;其中,淡水冻融导致砖孔隙率呈现规律性变化,孔隙率缓慢增长;盐水冻融导致砖孔隙率呈现间歇性变化;小于1μm孔径孔隙体积占总孔隙体积百分数逐渐减少,1~5μm孔径孔隙体积占总孔隙体积百分数逐渐增大;孔径孔隙体积变化性能和饱和系数具有很好的相关性,有利于解决文物建筑实验样品数量不足的问题,用其替代饱和系数评定古建筑砖抗风化性能具有可行性.     

多遇地震下古建筑地基土体振陷特性实验

古建筑因为历史建造和使用期长,加上使用期间的地震作用,多有倾斜,其地基所受应力处于不均匀应力分布状态.通过动三轴试验,针对两类软硬不同古建筑群地基土体,选定不同固结比及动应力幅值模拟地基土在不均匀应力作用下承受多遇地震作用,采集其变形累计并讨论土体各指标与应力水平间的变化规律,发现软土的振陷主要发生在振动后的再固结过程中,而硬土在类似小幅、多次振动下抗震性能较好,且上部负重越大振动对其影响就越小.分析将为现有倾斜状态下的古建筑的结构稳定评估提供参考依据.     

上海地铁地下连续墙混凝土碳化深度预测模型

为了得到针对地下连续墙的碳化深度预测模型,对现场取制试件进行了快速碳化试验.试件取自建成已10年之久的上海地铁一号线,试验分别在CO2为20%,30%两种质量分数下进行.利用Matlab对试验数据进行回归得到了三种地下连续墙碳化深度预测模型:随时间以及CO2质量分数变化的预测模型;随混凝土抗压强度变化的预测模型;考虑碳化龄期和混凝土抗压强度变化的预测模型.分析表明,所得碳化深度预测模型有其可靠性和实用性.     

软土地层中分隔型基坑变形特性及应力路径

以上海软土地区紧邻历史保护建筑的超大地下综合体施工为例,建立考虑土体小应变特性的三维有限元计算模型,研究分隔型基坑变形特性及土体应力路径;将数值模拟结果与现场实测数据进行比对以检验模型参数取值的合理性,并基于此模型进行多工况计算分析。结果表明：仅靠优化基坑开挖顺序对基坑变形控制作用有限且不全面,有必要考虑地下结构回筑引起的基坑支护刚度和边界条件变化;先开挖小基坑并完成其地下结构回筑后再施工较大基坑的施工方案效果最优,与较不利工况相比可减小紧邻敏感建筑物侧围护结构最大侧向变形30 %;不同开挖顺序、地下结构施工引起的边界条件变化,以及不同排水条件使得坑内外土体应力状态复杂多变,其中坑内土体在不同工况下呈现不同应力路径,坑外土体则呈现多次卸荷的应力路径;当应用伺服式预应力钢支撑时,坑外土体表现出先水平卸荷而后加荷的应力路径,围护结构变形控制在开挖深度的0.1 %内,可有效保护周边敏感建筑物的安全。     

轴心受压古砖砌体裂缝发生发展规律

裂缝是砌体结构损伤的直观表现.为研究古砖砌体结构受压状态下裂缝发生发展规律,对一批冻融循环后的古砖砌体试件进行抗压试验,获取了古砖砌体的荷载-变形和裂缝数据.提出砌体开裂荷载的确定方法,通过荷载-变形曲线、单条裂缝长度和裂缝发展趋势综合评判开裂荷载.建立了三折线模型,该模型能反映裂缝长度与荷载之间的关系.相比现代砌体试件,古砖砌体开裂早,裂缝发展快,平均开裂荷载为0.52f_m(抗压强度);当应力达到约0.7f_m时,裂缝上下贯通;当应力达到0.93f_m时,砌体进入破坏阶段.提出用裂缝密度描述砌体损伤状态,得到了典型的古砖砌体裂缝密度发展规律,破坏时最终裂缝密度为8.7m/m~2.国内外相关文献的试验数据表明,裂缝密度是一种稳定性较好的指标,具有深入研究和推广应用的价值.