中文摘要：

砖石古塔融合了中外文化与建筑艺术的精华，是人类宝贵的遗产。开展古塔地震损伤机理与分析模型的研究，提出有效的抗震分析与鉴定方法，是地震区文物防灾减灾的关键性工作，具有重大的经济价值和社会意义。本项目以汶川地震受损古塔为典型，重点研究受损结构动力特性响应的变化规律，探讨古塔地震损伤机理与损伤特征的表达方法，主要内容为（1）基于无损测试与模态拟合的古塔隐蔽工程参数和结构损伤状态的识别与模拟技术；（2）综合古塔结构组成、建筑特征、场地环境等地震作用影响因素的整体结构动力学模型的构建方法。通过研究，将进一步完善我国古塔防震减灾的理论分析体系，推动现代测试模拟技术在古建筑保护中的应用。项目的研究成果可为众多亟待检测和加固的古塔提供有益的参考，并可为国家制定相应的规范提供基本的依据。

结论摘要：

古塔是宝贵的建筑遗产。开展古塔地震损伤机理与分析模型的研究，提出有效的抗震分析与鉴定方法，是文物保护的关键性工作。本项目以汶川地震受损古塔为典型，研究受损结构动力特性的变化规律，探讨古塔地震损伤机理与特征的表达方法，主要内容为（1）基于无损测试的古塔隐蔽工程参数和损伤状态的识别与模拟技术；（2）综合古塔结构组成、场地环境等地震作用影响因素的整体结构动力学模型的构建方法。经过课题组三年来的努力，各项研究工作按计划执行，并取得以下四项代表性成果。（1）基于砖石古塔震害程度的地震烈度评价参考标准。以汶川地震灾区的六十多座砖石古塔的统计分析资料为依据，针对古塔的建筑结构特征、地震损伤规律以及文物修复的特定要求，确立了古塔震害分级定义；提出了蕴含中国历史文化特色的，与现行《建筑抗震设计规范》设防烈度相对应的，基于砖石古塔震害程度评价地震烈度的参考标准。（2）基于无损测试的古塔隐蔽工程和损伤状态的识别模拟技术。针对砖石古塔构造特征与砌体结构裂缝规律，建立了探地雷达（GPR）图谱特征与古塔内部构造、残损状况的对应关系，编制了基于MATLAB的GPR测试结果模拟分析程序；根据古塔的结构类型、材料特征及场地状况，归纳了环境脉动测试与计算机模拟综合确定古塔动力特性的方法，提出了考虑地基作用的古塔有限元建模方法。（3）地震作用下砖石古塔破坏机理的理论与试验研究。研究了传统砖砌体的材料破坏准则，提出了采用显式积分法对砖石古塔进行非线性动力分析的方法及技术参数，模拟出砖石古塔地震破坏的时序与空间分布特征。应用弹塑性时程分析法对砖石古塔在地震作用下的动态反应进行分析计算，归纳出变形与内力反应规律, 揭示出砖石古塔竖向中轴截面劈裂、顶部1/3以上脱落、局部压溃的破坏机理；首次进行了小尺度砖石古塔模型的振动台试验，对古塔在地震作用下的破坏机理进行了验证研究。（4）现代建筑材料加固砖石古塔的工艺与抗震性能研究。针对古塔震害特征和环境因素，研究钢材、砌体以及粘接材料的风化腐蚀作用规律，优选了材料配方；完成了古塔灌浆围箍加固砌体墙的抗震性能试验，确定了加固材料的合理设置方法；针对砖石古塔竖向劈裂的震害现象，提出了预应力碳纤维板围箍加固古砖塔的工艺，研制了碳纤维板的张拉锚固一体化装置。本项目的研究成果将有利于建筑遗产减灾理论体系的建设，也可为我国众多亟待鉴定和加固的古塔提供有益的参考。