《磚石古塔地震損傷機理與分析模型》是依託揚州大學，由袁建力擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：磚石古塔地震損傷機理與分析模型
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：袁建力
- 依託單位：揚州大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
磚石古塔融合了中外文化與建築藝術的精華，是人類寶貴的遺產。開展古塔地震損傷機理與分析模型的研究，提出有效的抗震分析與鑑定方法，是地震區文物防災減災的關鍵性工作，具有重大的經濟價值和社會意義。本項目以汶川地震受損古塔為典型，重點研究受損結構動力特性回響的變化規律，探討古塔地震損傷機理與損傷特徵的表達方法，主要內容為：（1）基於無損測試與模態擬合的古塔隱蔽工程參數和結構損傷狀態的識別與模擬技術；（2）綜合古塔結構組成、建築特徵、場地環境等地震作用影響因素的整體結構動力學模型的構建方法。通過研究，將進一步完善我國古塔防震減災的理論分析體系，推動現代測試模擬技術在古建築保護中的套用。項目的研究成果可為眾多亟待檢測和加固的古塔提供有益的參考，並可為國家制定相應的規範提供基本的依據。
結題摘要
古塔是寶貴的建築遺產。開展古塔地震損傷機理與分析模型的研究，提出有效的抗震分析與鑑定方法，是文物保護的關鍵性工作。本項目以汶川地震受損古塔為典型，研究受損結構動力特性的變化規律，探討古塔地震損傷機理與特徵的表達方法，主要內容為：（1）基於無損測試的古塔隱蔽工程參數和損傷狀態的識別與模擬技術；（2）綜合古塔結構組成、場地環境等地震作用影響因素的整體結構動力學模型的構建方法。 經過課題組三年來的努力，各項研究工作按計畫執行，並取得以下四項代表性成果。 （1）基於磚石古塔震害程度的地震烈度評價參考標準。以汶川地震災區的六十多座磚石古塔的統計分析資料為依據，針對古塔的建築結構特徵、地震損傷規律以及文物修復的特定要求，確立了古塔震害分級定義；提出了蘊含中國歷史文化特色的，與現行《建築抗震設計規範》設防烈度相對應的，基於磚石古塔震害程度評價地震烈度的參考標準。 （2）基於無損測試的古塔隱蔽工程和損傷狀態的識別模擬技術。針對磚石古塔構造特徵與砌體結構裂縫規律，建立了探地雷達（GPR）圖譜特徵與古塔內部構造、殘損狀況的對應關係，編制了基於MATLAB的GPR測試結果模擬分析程式；根據古塔的結構類型、材料特徵及場地狀況，歸納了環境脈動測試與計算機模擬綜合確定古塔動力特性的方法，提出了考慮地基作用的古塔有限元建模方法。 （3）地震作用下磚石古塔破壞機理的理論與試驗研究。研究了傳統磚砌體的材料破壞準則，提出了採用顯式積分法對磚石古塔進行非線性動力分析的方法及技術參數，模擬出磚石古塔地震破壞的時序與空間分布特徵。套用彈塑性時程分析法對磚石古塔在地震作用下的動態反應進行分析計算，歸納出變形與內力反應規律, 揭示出磚石古塔豎向中軸截面劈裂、頂部1/3以上脫落、局部壓潰的破壞機理；首次進行了小尺度磚石古塔模型的振動台試驗，對古塔在地震作用下的破壞機理進行了驗證研究。 （4）現代建築材料加固磚石古塔的工藝與抗震性能研究。針對古塔震害特徵和環境因素，研究鋼材、砌體以及粘接材料的風化腐蝕作用規律，優選了材料配方；完成了古塔灌漿圍箍加固砌體牆的抗震性能試驗，確定了加固材料的合理設定方法；針對磚石古塔豎向劈裂的震害現象，提出了預應力碳纖維板圍箍加固古磚塔的工藝，研製了碳纖維板的張拉錨固一體化裝置。 本項目的研究成果將有利於建築遺產減災理論體系的建設，也可為我國眾多亟待鑑定和加固的古塔提供有益的參考。
