高精度实验室压力机通过施加严格控制的机械载荷于单个构件来表征砖砌体，以确定其物理断裂点。具体而言，它们测量砖的归一化抗压强度以及砂浆棱柱的抗弯强度和抗压强度，以建立基准材料特性。
通过精确控制加载速率并记录失效点，这些机器将原材料样品转化为精确的力学参数，这些参数对于验证加固策略和校准数值模拟至关重要。
分析砌体构件
要理解砌体墙的行为，首先必须量化其组成部分——砖和砂浆的极限。
确定砖的强度
实验室压力机对标准尺寸的烧结砖或混凝土块施加受控的轴向压力。
此过程确定归一化抗压强度，这是定义砖在结构失效前能承受的最大载荷的关键值。
测试砂浆棱柱
砂浆在砌体中起粘合剂作用，其表征需要使用砂浆棱柱（矩形样品）的双重方法。
首先，压力机确定抗弯强度（抗弯曲能力），然后对棱柱的剩余部分进行抗压强度测试。
建立复合基准
通过分离这些变量，工程师可以生成“基础材料”的力学剖面。
此基准允许在测试不同加固技术如何提高砌体的整体耐久性时进行准确比较。
精确度的关键作用
这些机器的“高精度”方面并非奢侈品，而是可用数据的技术必需品。
控制加载速率
材料强度取决于应变速率；过快或过慢地拉伸或挤压样品会改变结果。
高精度压力机保持恒定、科学标准的加载速率，确保数据在不同测试批次之间保持一致。
数值模拟数据
现代工程在很大程度上依赖于有限元分析 (FEA) 和其他数值模拟来预测建筑物如何抵抗地震。
这些计算机模型的好坏取决于其输入；实验室压力机提供精确的应力-应变数据，用于将这些模拟校准到现实。
理解权衡
虽然实验室表征很重要，但它也有必须纳入分析的局限性。
理想条件与实际条件
实验室样品通常是均匀的，并在受控环境中固化。
它们可能无法完美反映内部孔隙率或老化砌体或在可变现场条件下固化的材料中发现的不一致性。
规模效应
测试单个砖和砂浆棱柱可以捕捉局部材料特性，但不能完全捕捉整个墙体的复杂相互作用。
来自这些机器的数据必须与更大规模的测试相结合，才能完全理解复杂载荷下的结构行为。
根据目标做出正确选择
您如何利用这些数据取决于您是在模拟结构还是选择建筑材料。
- 如果您的主要重点是抗震性能：优先测试砖块和砂浆的抗压强度，以准确预测墙体在地面运动下的失效模式。
- 如果您的主要重点是数值模拟：确保您的测试方案捕捉完整的载荷-位移曲线，而不仅仅是峰值强度，以便为您的有限元模型提供丰富的输入数据。
准确的表征始于精确地分离变量，使您能够根据局部材料事实预测整体结构安全。
总结表：
| 测试类型 | 材料重点 | 关键测量参数 | 应用优势 |
|---|---|---|---|
| 抗压强度 | 砖块和砌块 | 归一化抗压强度 | 定义最大承载能力 |
| 抗弯强度 | 砂浆棱柱 | 抗弯曲能力 | 评估粘合剂性能 |
| 轴向压力 | 砂浆段 | 抗压强度 | 确定基准粘合完整性 |
| 精密加载 | 复合材料 | 应力-应变曲线 | 为 FEA 模拟提供输入 |
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参考文献
- Matija Gams, Allen Dudine. Experimental study on the seismic enhancement of brick masonry spandrels using a single-sided composite reinforced mortar coating. DOI: 10.1007/s10518-024-01868-2
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
