談古建筑墻磚回彈法測強技術(shù)范文

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【摘要】結(jié)合河北地區(qū)古建筑維修項目，抽取一定數(shù)量的與普通粘土磚尺寸相當(dāng)?shù)男∫?guī)格古建筑墻磚，開展了小規(guī)格古建筑墻磚回彈值和抗壓強度的相關(guān)性、回歸分析，建立了其回彈測強回歸模型。并對所建立的大規(guī)格城磚及小規(guī)格墻磚測強曲線進行了對比分析，得到了古建筑墻磚的統(tǒng)一回彈測強曲線，促進了河北地區(qū)回彈法檢測古建筑墻磚的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化。通過實際工程項目的驗證，統(tǒng)一回彈測強曲線的精度較好。

【關(guān)鍵詞】古建筑；回彈法；測強曲線；相關(guān)系數(shù)；青磚

引言

古建筑作為人類文明發(fā)展的重要遺產(chǎn)之一，具有極高的歷史、藝術(shù)、科學(xué)、社會及文化價值。我國第三次全國文物普查，被認(rèn)定為不可移動文物的數(shù)量約76萬余處，其中在河北地區(qū)，有懷來雞鳴驛城、豐潤玉煌塔、定州古塔等較大比例的以傳統(tǒng)手工青磚和灰漿砌筑而成的砌體為主要豎向受力構(gòu)件的古建筑。這些古建筑有的受到自然條件的侵蝕，有的受到人類活動的破壞，急需要進行科學(xué)化保護，為達到對古建筑本體最小干預(yù)的原則，對古建筑本體的檢測評估工作尤為重要。由于古建筑墻磚主要用于承受壓力，因此對古建筑墻磚質(zhì)量檢測的重點為對其強度的檢測，其強度的指標(biāo)直接關(guān)系到文物古建筑結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性［1］。回彈法具有設(shè)備輕便，操作簡便高效，對場地條件要求不高，對文物古建筑無損的優(yōu)點，使得該方法非常適合進行古建筑墻磚強度的檢測。目前本課題組已建立了河北地區(qū)古城墻磚測強曲線［2］以及保護維修工程用現(xiàn)代手工城磚測強曲線［3］。由于古建磚料的品種、規(guī)格尺寸一直沒有統(tǒng)一規(guī)定，且規(guī)格尺寸相差較大，上述已建立的兩條曲線均是針對規(guī)格尺寸較大的城磚得出的，是否適用于其他較小規(guī)格尺寸的手工青磚還有待進一步研究。基于上述問題，本文結(jié)合豐潤玉煌塔、遵化清東陵景陵圣德神功碑樓、中央人民廣播電臺舊址等多項古建筑維修項目，選取了一定數(shù)量的與燒結(jié)普通磚尺寸相當(dāng)?shù)男∫?guī)格古建筑墻磚，對采用回彈法測試其強度進行了系統(tǒng)研究。

1小規(guī)格古墻磚回彈測強試驗研究

1.1試驗設(shè)備

本次試驗采用型號為HT-75的回彈儀以及WEW-300B/600B型液壓萬能試驗機。

1.2磚樣選取及試件制備

結(jié)合古建筑維修保護項目，以盡可能使所選取磚樣強度分布最大為目的，共抽取小規(guī)格古墻磚60塊，用于回彈和直接抗壓強度對比試驗。將所抽取的60塊磚樣，輔以部分普通磚，緊貼房屋墻面，采用M2.5的混合砂漿砌筑成標(biāo)準(zhǔn)墻片，墻片高度約2.5m。

1.3回彈及抗壓強度試驗

待所制做的標(biāo)準(zhǔn)墻片養(yǎng)護28d后，依次在每塊已編號的磚樣的外露條面上采用回彈儀進行回彈測試，每塊磚的外露條面上均勻布置5個彈擊點，相鄰彈擊點間距不小于30mm，兩邊彈擊點離磚邊緣不小于30mm。對應(yīng)磚樣編號依次記錄回彈值，并計算每塊磚樣5個回彈值的平均值。待標(biāo)準(zhǔn)墻片內(nèi)所有青磚回彈測試完畢，去掉粘結(jié)砂漿，將每塊已編號青磚磚樣制成一次成型試樣，按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T2542－2012《砌墻磚試驗方法》［4］進行抗壓強度測試。對應(yīng)磚樣編號，依次測量每塊試樣連接面長度（L）和寬度（B），并記錄最大破壞荷載（P），計算每塊試樣的抗壓強度Rp=P/（L×B）。

1.4回彈測強曲線的建立

回彈及抗壓測試完成后，每個試樣均得到回彈值平均值Ri和抗壓強度fi兩個數(shù)據(jù)。二者之間的關(guān)系存在一定的規(guī)律性，這種規(guī)律性的聯(lián)系稱為相關(guān)性［5-7］。參考JC/T796－1999《回彈儀評定燒結(jié)普通磚強度等級的方法》［8］中，回彈儀評定磚強度等級測強曲線的制定方法，分別采用直線式、冪函數(shù)式、指數(shù)函數(shù)式三種回歸方程，按照最小二乘法原理進行回歸分析，結(jié)果如圖1～～3所示。用抗壓強度值和平均回彈值，按各回歸方程式計算強度的相關(guān)系數(shù)、平均相對誤差、相對標(biāo)準(zhǔn)差，如表1所示。根據(jù)表1，測強曲線選用相關(guān)系數(shù)相對較大、相對標(biāo)準(zhǔn)差相對較小的線性函數(shù)表達式（1）。f=0.5802R-7.9383（1）為了驗證該方程回歸效果的顯著性，采用F檢驗法對上述回歸方程進行顯著性檢驗，結(jié)果為回歸方程的回歸效果顯著。由于受到所抽取古墻磚強度分布的限制，故本測強曲線僅適用于強度為4～～15MPa的小規(guī)格古墻磚的檢測。

2河北地區(qū)古建筑墻磚統(tǒng)一回彈測強曲線的建立

2.1古城墻磚回彈測強曲線

河北地區(qū)規(guī)格尺寸較大的古城墻磚回彈法測強公式如式（2）所示。

2.2古建筑墻磚統(tǒng)一回彈測強曲線的建立

將一定間隔的回彈值代入式（1）、（2），可分別得到相應(yīng)換算抗壓強度值，計算結(jié)果如表2及圖4所示。由表2和圖4的對比研究發(fā)現(xiàn)，小規(guī)格古墻磚以及大規(guī)格古城磚測強曲線較接近，利用數(shù)理統(tǒng)計方法可以將該兩條曲線回歸出回彈法檢測古建筑墻磚的統(tǒng)一測強公式。選取范圍在22～～38之間的33個回彈值（等差為0.5），分別按照小規(guī)格古墻磚以及大規(guī)格古城磚強度換算公式計算得到相應(yīng)的換算抗壓強度值。將得到的66（33×2）組“回彈值-抗壓強度”數(shù)據(jù)描繪出散點圖特征。考慮到古墻磚低強度區(qū)的適用性，采用冪函數(shù)式按最小二乘法對回彈值-抗壓強度數(shù)據(jù)進行回歸，得到統(tǒng)一測強曲線，如圖5所示。計算相關(guān)系數(shù)為0.986，數(shù)據(jù)點個數(shù)66，回歸公式為式（3）。

2.3與現(xiàn)代燒結(jié)普通磚回彈測強公式比較

現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中，GB/T50315－2011《砌體工程現(xiàn)場檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》［9］（以下簡稱“GB/T50315－2011”）和GB/T50344－2004《建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》［10］（以下簡稱“GB/T50344－2004”），均給出了燒結(jié)普通磚的回彈測強公式，分別為式（4）、（5）。為利于古建筑墻磚與現(xiàn)代燒結(jié)普通磚測強曲線的對比分析，并考慮各曲線的適用范圍，將一定間隔的回彈值分別代入式（3）～～（5）中，計算出相應(yīng)的換算抗壓強度值，并繪制回彈測強曲線對比圖，分別如表3和圖6所示。根據(jù)表3、圖6，古墻磚測強曲線和兩部現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)給出的燒結(jié)普通磚測強曲線相比較，古墻磚測強曲線切線斜率明顯低于兩部標(biāo)準(zhǔn)給出的燒結(jié)普通磚測強曲線，說明隨著回彈值的增加，古墻磚換算抗壓強度增勢緩于兩部標(biāo)準(zhǔn)給出的普通磚換算抗壓強度增勢。在古墻磚測強曲線適用范圍內(nèi)，在相同回彈值的情況下古墻磚換算抗壓強度值均高于兩部標(biāo)準(zhǔn)燒結(jié)普通磚換算抗壓強度值，且隨回彈值的增大呈接近趨勢。2.4工程應(yīng)用結(jié)合烏龍溝長城、廣宗縣官署正堂等多項古建筑維修保護項目，對所得的統(tǒng)一回彈測強曲線的適用性進行了應(yīng)用驗證，驗證結(jié)果表明，古墻磚統(tǒng)一回彈測強曲線f=0.0193R1.8079，適用于所抽取的各種規(guī)格古墻磚，精度較好。

3結(jié)語

依據(jù)國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)程，通過試驗和數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，建立了小規(guī)格古墻磚回彈測強曲線。并通過大規(guī)格城磚與小規(guī)格古墻磚測強曲線的對比、回歸分析，給出了適用于河北地區(qū)各種規(guī)格尺寸古建筑墻磚的統(tǒng)一回彈測強曲線，回彈測強公式為：f=0.0193R1.8079。該測強曲線適用于強度為4～～15MPa的各種規(guī)格古墻磚的檢測，當(dāng)超出本曲線適用范圍時，應(yīng)進行驗證后使用，或制定專用回彈測強曲線。該統(tǒng)一回彈測強曲線的建立豐富了文物古建筑現(xiàn)狀無損檢測手段，促進了河北地區(qū)回彈法檢測古建筑墻磚抗壓強度的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化。

參考文獻

［1］黃文錚，鄭力鵬.古建筑舊青磚回彈測強曲線的建立［J］.科學(xué)技術(shù)與工程，2011，11（13）：3111－3113.

［2］丁偉，王占雷，劉波，等.古城墻磚回彈檢測技術(shù)研究［J］.建筑結(jié)構(gòu)，2014，44（2）：83－86.

［3］丁偉，王占雷，劉波，等.現(xiàn)代手工青磚回彈測強曲線研究［J］.工程質(zhì)量，2013，31（8）：18－21.

［4］西安墻體材料研究設(shè)計院，中國建材檢驗認(rèn)證集團西安有限公司.GB/T2542－2012砌墻磚試驗方法［S］.北京：［出版者不詳］，2012.

［6］李小甫，吳國輝，王朋舉，等.探析回彈法檢測砌體中燒結(jié)多孔黏土磚抗壓強度技術(shù)［J］.河南建材，2012，14（4）：9－10.

［7］尹淑琴，王占林，張彩霞，等.回彈法檢測砌體中燒結(jié)多孔粘土磚抗壓強度技術(shù)研究［J］.磚瓦世界，2006，23（1）：20－21.

［8］國家建筑材料工業(yè)局西安墻體材料研究設(shè)計院.回彈儀評定燒結(jié)普通磚強度等級的方法：JC/T796－1999［S］.北京：［出版者不詳］，1999.

［9］四川省建筑科學(xué)研究院，成都建筑工程集團公司.砌體工程現(xiàn)場檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：GB/T50315－2011［S］.北京，中國建筑工業(yè)出版社，2011.

［10］中國建筑科學(xué)研究院.建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：GB/T50344－2004［S］.北京，中國建筑工業(yè)出版社，2004.

作者：丁偉 單位：河北省建筑科學(xué)研究院有限公司