生土砌块墙体平面外受力性能试验研究

李子豪; 袁康; 刘寅; 景鹏

doi:10.13409/j.cnki.jdpme.20231130001

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生土砌块墙体平面外受力性能试验研究

论文 | 更新时间：2025-07-07

- 生土砌块墙体平面外受力性能试验研究
- Experimental Study on Out‑of‑plane Mechanical Performance of Rammed Earth Masonry Walls
- 防灾减灾工程学报 2025年45卷第3期页码：630-642
- 作者机构：
  
  1.石河子大学水利建筑工程学院，新疆石河子 832003
  2.新疆兵团高烈度寒区建筑抗震节能技术工程实验室，新疆石河子 832003
  3.新疆建筑设计研究院有限公司，新疆乌鲁木齐 830001
- 作者简介：
  
  李子豪（1999—），男，硕士研究生。主要从事村镇建筑抗震防灾研究。E-mail: lizihao711@163.com
  袁康（1982—），男，教授，博导，博士。主要从事村镇建筑抗震防灾研究。E-mail: williamyuan1982@163.com
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金项目(52368075);国家重点研发计划课题(2018YFD1100402-03);新疆建筑设计研究院有限公司重点科研项目(2307)
- DOI：10.13409/j.cnki.jdpme.20231130001
  中图分类号： TU443
- 收稿：2023-11-30，
  
  修回：2024-01-03，
  
  纸质出版：2025-06-28
- 稿件说明：
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李子豪,袁康,刘寅等.生土砌块墙体平面外受力性能试验研究[J].防灾减灾工程学报,2025,45(03):630-642.

LI Zihao,YUAN Kang,LIU Yin,et al.Experimental Study on Out‑of‑plane Mechanical Performance of Rammed Earth Masonry Walls[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2025,45(03):630-642.
李子豪,袁康,刘寅等.生土砌块墙体平面外受力性能试验研究[J].防灾减灾工程学报,2025,45(03):630-642. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.20231130001.

LI Zihao,YUAN Kang,LIU Yin,et al.Experimental Study on Out‑of‑plane Mechanical Performance of Rammed Earth Masonry Walls[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2025,45(03):630-642. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.20231130001.

摘要

针对生土砌体结构在地震作用下易发生墙体平面外倒塌的问题，对生土砌体试件和生土砌块墙体试件分别进行了弯曲抗拉性能试验和平面外气囊加载试验，获取了生土砌体破坏现象和弯曲抗拉强度，以及墙体平面外破坏模式、承载能力和变形特征等。在此基础上，通过理论分析得出了生土砌块墙体平面外承载力计算方法，提出了墙体平面外受力性能各因素的影响规律，并在相关文献统计数据的基础上分析了边界条件对墙体平面外受力性能的影响。研究结果表明：生土砌体弯曲受拉时发生沿跨中1/3范围内水平灰缝开裂的脆性破坏，其弯曲抗拉强度为0.147 MPa；生土砌块墙体在承受平面外均布荷载时发生沿底部水平灰缝贯通的弯曲受拉破坏，其平面外峰值荷载为13.91 kN，墙体平面外位移随墙体高度的增大而增大且呈线性增长趋势；墙体平面外开裂荷载和峰值荷载均随高宽比及高厚比的减小而增大，随竖向荷载及砌体弯曲抗拉强度的增大而增大；建议实际工程中可采用增强楼盖与生土砌块墙体的连接约束、加强扶壁柱设置的措施来提高生土砌块墙体平面外抗震性能。

Abstract

To address the susceptibility of rammed earth masonry structures to out-of-plane wall collapse under earthquakes

flexural tensile test and out-of-plane airbag loading test were conducted on rammed earth masonry specimens and rammed earth block wall specimens

respectively. The failure phenomenon and flexural tensile strength of rammed earth masonry were obtained

along with the walls' out-of-plane failure modes

bearing capacities

and deformation characteristics. Based on this

a calculation method for the out-of-plane bearing capacity of rammed earth block walls was obtained through theoretical analysis. The influence patterns of various factors on out-of-plane mechanical performance were proposed

and the effects of boundary conditions on the performance were analyzed using statistical data from relevant literature. The results showed that the rammed earth masonry exhibited brittle failure characterized by cracking along the horizontal mortar joint within the middle one-third span range under flexural tension

with a flexural tensile strength of 0.147 MPa. Under out-of-plane uniform loading

the rammed earth masonry wall failed in flexural tension along the bottom horizontal mortar joint

with peak out-of-plane load of 13.91 kN. The out-of-plane displacement increased linearly with the increase of the wall height. The cracking load and peak load increased with the decrease of height-width ratio and height-thickness ratio

and increased with the increase of vertical load and flexural tensile strength of masonry. In practical engineering

it is recommended to improve the out-of-plane seismic performance of rammed earth masonry walls by strengthening the slab-to-wall connection constraints and improving the arrangement of buttress columns.

关键词

Keywords

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