A finite element model for cement-stabilized soil block (CSSB) masonry members—including nonlinear stress-strain relationship—has been developed and compared with experimental results. Primarily, this model serves as a simulation tool to study various problems for a large number of stress–strain state and loading conditions of CSSB masonry elements. The model presented is characterized by several parameters experimentally ascertained through triaxial and other testing. Furthermore, these parameters allow the model to capture the elastic, plastic, and softening behavior of CSSB masonry. From a constitutive behavioral standpoint, at small strain levels, the material is approximated as linear elastic. Plastic deformation of the material is captured with a modified version of the Sandia Geomodel, which is specifically designed to replicate geological material behavior. Lastly, at localized softening failure, a damage-like constitutive model which takes into account the normal and shear traction balance on the slip-weakening surface is employed. This model includes cohesion degradation as well as friction under compression. Within the finite element framework, the Strong Discontinuity Approach is used to track localized material failure from element to element. In addition to this, a novel method for modeling interfaces in finite elements is used to replicate the behavior of brick-mortar interfaces. The two featured experiments which are simulated in this study are normal to bedjoint and parallel to bedjoint masonry setups, simplified via a plane strain approximation.

中文翻译：

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有限元模型在水泥稳定土砌块砌体抗弯性能中的应用

水泥稳定土块 (CSSB) 砌体构件的有限元模型（包括非线性应力-应变关系）已被开发并与实验结果进行了比较。该模型主要用作研究CSSB砌体构件大量应力-应变状态和加载条件下的各种问题的模拟工具。提出的模型的特点是通过三轴和其他测试实验确定的几个参数。此外，这些参数允许模型捕捉 CSSB 砌体的弹性、塑性和软化行为。从本构行为的角度来看，在小应变水平下，材料近似为线弹性。材料的塑性变形是通过 Sandia Geomodel 的修改版本捕获的，这是专门为复制地质材料行为而设计的。最后，在局部软化破坏时，采用了一种考虑了滑动减弱表面上的法向和剪切牵引力平衡的类损伤本构模型。该模型包括内聚力退化以及压缩下的摩擦。在有限元框架内，强不连续性方法用于跟踪单元之间的局部材料失效。除此之外，还使用了一种在有限元中对界面进行建模的新方法来复制实体界面的行为。本研究中模拟的两个特色实验垂直于床节和平行于床节砌体设置，通过平面应变近似简化。采用了一种考虑了滑动减弱表面上的法向和剪切牵引力平衡的类损伤本构模型。该模型包括内聚力退化以及压缩下的摩擦。在有限元框架内，强不连续性方法用于跟踪单元之间的局部材料失效。除此之外，还使用了一种在有限元中对界面进行建模的新方法来复制实体界面的行为。本研究中模拟的两个特色实验垂直于床节和平行于床节砌体设置，通过平面应变近似简化。采用了一种考虑了滑动减弱表面上的法向和剪切牵引力平衡的类损伤本构模型。该模型包括内聚力退化以及压缩下的摩擦。在有限元框架内，强不连续性方法用于跟踪单元之间的局部材料失效。除此之外，还使用了一种在有限元中对界面进行建模的新方法来复制实体界面的行为。本研究中模拟的两个特色实验垂直于床节和平行于床节砌体设置，通过平面应变近似简化。该模型包括内聚力退化以及压缩下的摩擦。在有限元框架内，强不连续性方法用于跟踪单元之间的局部材料失效。除此之外，还使用了一种在有限元中对界面进行建模的新方法来复制实体界面的行为。本研究中模拟的两个特色实验垂直于床节和平行于床节砌体设置，通过平面应变近似简化。该模型包括内聚力退化以及压缩下的摩擦。在有限元框架内，强不连续性方法用于跟踪单元之间的局部材料失效。除此之外，还使用了一种在有限元中对界面进行建模的新方法来复制实体界面的行为。本研究中模拟的两个特色实验垂直于床节和平行于床节砌体设置，通过平面应变近似简化。