The effect of mortar and brick properties on the growth of ivy-leaved toadflax (Cymbalaria muralis) and yellow corydalis (Pseudofumaria lutea) has been investigated in laboratory. Different mortar compositions were designed and tested in combination with two different bricks. Highly porous bricks and mortars showed good bioreceptivity; mortars with lime-trass and, in lower extent, those with natural hydraulic lime binder, gave the best results in terms of bioreceptivity. The addition of vermiculite to the mortar was beneficial for plant growth. The brick-mortar combinations most favourable for plant growth were those with estimated low compressive and flexural bond strength values. Proposals are advanced for obtaining a compromise between mechanical strength and bioreceptivity.@en

Investigations of post-seismic events show that the collapse of walls in out-of-plane (OOP) two-way bending can be one of the most predominant failure mechanisms for unreinforced masonry (URM) structures. To assess the force capacity of URM walls in OOP two-way bending, various analytical formulations have been developed during past decades. However, the accuracy and the application range of these analytical formulations have been evaluated against only a limited number of experiments. For this purpose, a dataset of 46 testing specimens from 8 international testing campaigns was created and used to evaluate current analytical formulations, namely Eurocode 6 based on the yield line method, Australian Standard AS3700 based on the virtual work method, and two other virtual work formulations related to AS3700. A general comparison shows that within the listed dataset, AS3700 overall provides the most accurate predictions. More specifically, AS3700 is the most accurate assessing walls assumed to be partially clamped and walls with openings. Testing specimens were divided into groups to study the influence of crucial factors, such as material properties, boundary conditions, pre-compression, aspect ratio and openings. However, only in a few cases clear trends were identified from the testing data. Sensitivity studies were carried out to reveal how the analytical formulations assess the influence of the crucial factors on the force capacity of the walls. Results expose drawbacks and limitations of the considered analytical formulations. Eventually, potential directions for improving the accuracy and the application range of the analytical formulations are pointed out.@en

In this study, tests on cores and companion tests on triplets are compared with respect to the evaluation of the nonlinear shear-sliding behaviour of masonry, including the determination of post-peak softening response. Due to its slightly-destructive sampling nature and its good agreement with triplet results, the core testing method is confirmed to be a competitive technique for the in-situ assessment of the cohesion, friction coefficient, and shear modulus of mortar. Additionally, the comparisons in terms of dilatancy and energy dissipation, novel aspects with respect to previous studies, provide interesting insights for further research on the cohesive and frictional mechanisms occurring at brick-mortar interfaces.@en

To accurately assess the performance of existing unreinforced masonry (URM) structures, the mechanical characteristics of masonry under compressive loading are required. The compression properties of existing URM can be evaluated through different methods, either performing destructive tests (DTs) or slightly destructive tests (SDTs). DTs can be performed in the laboratory on small-scale masonry samples. In practice, these tests are not easy to perform, due to technical challenges during sampling, packing and transportation. On the contrary, SDTs can be performed in-situ as proposed by the ASTM standard using double flatjack methods. Although the double flatjack method has the advantage of being less destructive and less time-consuming, the reliability of the results obtained from this method is still a matter of concern, in particular for masonry walls with low overburden that are typical for low-rise masonry houses in the Northern part of the Netherlands subjected to induced seismicity. As an alternative to the standardized DT and SDT methods, splitting tests on cylindrical cores have been recently introduced as a promising method to characterize the compression properties of masonry. Currently limited information is available about the suitability of the core testing method to evaluate the compression properties of masonry. To bridge these gaps, this research investigates the suitability of the double flatjack test and the core testing methods to characterize the compression properties of masonry. Calcium silicate brick masonry is considered as a case study. The results obtained by these SDT methods are correlated with the results of DT performed on companion specimens, aiming to suggest a quick and slightly destructive method for assessing the compression properties of masonry. Moreover, this paper addresses the effect of geometry and boundary conditions on the compression properties of masonry@en

The present work aims at providing insights on the material characterization of multi-wythe masonry infrastructure, in particular exploring a through-thickness effect of mechanical properties and benchmarking the core testing as an efficient slightly-destructive testing method. An experimental campaign was carried out to characterize shear, compressive and bond properties of a 1.2-m thick bridge's pillar constructed in 1882 in the city of Amsterdam (the Netherlands). Both cores and rectangular samples (e.g. prisms, triplets, couplets) were extracted across different locations in the wall thickness to evaluate the effect of exposure to environment conditions and to verify the capability of core testing methods. Results show that the masonry close to the water side (external) showed higher values of elastic modulus and lower values of flexural bond properties with respect to masonry inside the pillar. As for the capability of core testing on multi-wythe masonry, generally cores would present similar compressive/shear properties compared with rectangular samples. Besides, bond patterns and dimensions of cores showed negligible effect on compressive properties; However, this needs to be extensively verified by considering other masonry typologies. Overall, the study provides a first insight on the mechanical properties of multi-wythe masonry urban infrastructure and knowledge regarding the sampling and testing strategy for these structures. In turn, this will increase the knowledge on multi-wythe masonry, which is limited in literature, and will support the assessment of many infrastructure in typical Dutch canal cities by providing input for calculation methods.@en

Innovative solutions for seismic-retrofitting existing structures are currently required, as often traditional strategies are expensive, non-reversible, highly invasive, and/or fail to address both serviceability and ultimate limit states together. The present paper describes a preliminary experimental campaign performed at TU Delft to investigate an innovative structural glass window for strengthening masonry buildings. To this purpose, a prototype composed of a timber frame, a semi-rigid adhesive, and a 20 mm thick structural glazing layer was designed. The prototype aimed to improve the structure’s behavior against minor but more frequent service vibrations (SLS), as well as against ultimate ones (ULS). Specifically, an increase in the structure’s in-plane capacity and stiffness was targeted to reduce cracking at low drifts/displacements, while at larger drifts, the adhesive’s tearing and timber crushing were used to activate damping. To evaluate the prototype’s performance, a quasi-static, cyclic, in-plane test on a strengthened full-scale wall was performed and compared with available data on a similar, yet unstrengthened, wall. Although the benefits were not pronounced in terms of cracking and energy dissipation, the implementation of the proposed strategy provided an increase in terms of initial stiffness (18%), force capacity (8%, 36%), and ductility (220%, 135%). This outcome provides the ground for numerical studies that will help better delineate the proposed strategy and improve the current design.@en

In dit rapport is via een forensic engineering aanpak een eerste analyse gegeven (rapid assessment, RA) van het bezwijken van de Grimburgwal (GBW) op 1 september 2020. Het doel van het onderzoek is om te achterhalen welke lessen zijn te leren van het bezwijken van de Grimburgwal voor de overige kades in Amsterdam. De volgende onderzoeksvragen zijn in dit onderzoek beantwoord op basis van de in dit rapport gepresenteerde informatie en analyses. Hierbij dient te worden aangegeven dat veel duidelijk is geworden maar dat ook nog gegevens ontbreken. Verder zijn alleen analyses uitgevoerd die in deze fase van Rapid Assessment konden worden uitgevoerd. Op basis hiervan is de beantwoording van de onderzoeksvragen als volgt: Beantwoording vraag 1: Welke faalmechanisme(n) hebben significant bijgedragen aan het bezwijken van de Grimburgwal? De Grimburgwal kade is in september 2020 in verschillende fasen bezweken. Als eerste was er sprake van een horizontale vervorming van de kade en enige dagen voor bezwijken zijn gaten in het straatwerk aangetroffen. De kade is daarna via een verticale vervorming losgeraakt en uit het vlak richting de gracht gevallen. Hierbij is een sectie van circa 25 m geheel onder water verdwenen. Het bezwijken is aan het oostelijke deel begonnen. Het westelijke deel is als gevolg daarvan meegetrokken en gekanteld. Als belangrijkste faalmechanisme is opgetreden een horizontale buigvervorming van de houten paalfundering gevolgd door het breken van de houten palen. De vervorming is het gevolg van een lokaal diepere bodemligging van de gracht. Deze verklaring berust op de verwachting dat er in elk geval onder een gedeelte van de kade slechts twee palenrijen achter elkaar aanwezig waren dan wel effectief functioneerden. Dit is conform het bestek, de duikinspectie en is tevens aannemelijk gezien de zeer korte afstand van de kade tot het pand BG2. Door bestaande scheurvorming was de mogelijkheid tot herverdeling van de krachten langs de kade in langsrichting verminderd, waardoor de sterkere delen (met wèl drie palenrijen) niet meer in staat waren de belasting over te nemen. De analyses zijn uitgevoerd met als aanname een ongedegradeerde houtsterkte. De sterkte van het hout was nog niet vastgesteld bij publicatie van dit rapport. Beantwoording vraag 2: Wat zijn de onderliggende oorzaken van deze mechanismen? De oorzaak van de diepere bodemligging is in dit onderzoek niet onderzocht. Naar alle waarschijnlijkheid is het draaien van boten een logische oorzaak hiervoor, omdat de instorting precies nabij het draaipunt voor brug 201 heeft plaatsgevonden. Het is waargenomen dat de diepte van de gracht in de richting van de brug toeneemt en daarna weer afneemt. De herhaaldelijke aanvaringen hebben de kade verzwakt, wat mogelijk verklaart waarom deze precies op de plaats van de schade als eerste is gescheurd. Tevens is dit het smalste deel van de kade, met mogelijk slechts twee palenrijen. Er lijkt geen sprake van belangrijke mate van aantasting van het hout (op basis van inspecties). De trigger (het laatste duwtje) voor de instorting is waarschijnlijk het vernieuwen van het straatwerk geweest van (eerst mei en later) augustus 2020. Het straatwerk zorgt voor een extra belasting op de kade. Dit straatwerk was nodig als gevolg van de reeds opgetreden kadevervorming. De bijdrage van de rondwaterstroming en eventuele droogte/regen is niet bekend, doch kan een rol hebben gespeeld in combinatie met de al opgetreden vervorming en ontstane lekweg van achter de kade richting de gracht voor de vorming van de gaten in het straatwerk. De gebroken hemelwaterafvoer is zeer waarschijnlijk een gevolg en geen oorzaak van de instorting. Beantwoording vraag 3: Op welke manier zijn de resultaten van dit onderzoek in te zetten voor beoordeling van de veiligheid en het nemen van maatregelen voor de overige kademuren in Amsterdam? Uit deze Rapid Assessment is gebleken dat de geometrie van de kade een belangrijke bijdrage heeft gespeeld in de gevoeligheid van de kade voor ontgronding/verdieping van de gracht. Door de combinatie van een kade die mogelijk op twee palen en zeker deels op drie palen rust is een uitspraak over de representativiteit van deze kade niet met volledige zekerheid te doen. De kade had volgens afdeling monumenten van Amsterdam (MenA) sowieso een wat afwijkende opbouw en een kade(deel) met twee palen is zelfs sterk afwijkend van het gebruikelijke areaal. Op basis van de bij vraag 1 en 2 beschreven mechanismen en oorzaken die ook voor de kade met drie palen gelden, kan desondanks worden gesteld dat maatregelen die voor de Grimburgwal worden aanbevolen ook voor overige kades van toepassing zijn. Uit deze Rapid Assessment is gebleken dat de geometrie van de kade een belangrijke bijdrage heeft gespeeld in de gevoeligheid van de kade voor ontgronding/verdieping van de gracht. Hieruit volgen de volgende mogelijke maatregelen/vervolgacties: - Controle of er (meer) kades met korte kespen / vloerconstructies zijn en slechts twee palenrijen. Deze zijn kwetsbaarder dan de constructies met meer rijen palen. Deze kades kunnen met voorrang worden getoetst en zonodig versterkt. - Uitvoeren van een controle op de waterdiepte en ontgrondingen, vooral op routes van scheepvaart en bij kades met twee of drie palenrijen. Er kunnen dan maatregelen genomen worden bij een te grote waterdiepte/ontgronding. - Locaties met aanvaarschades met voorrang te onderzoeken. - Systematisch aandacht te besteden aan zettingen achter de kades en problemen met leidingen of riolering, omdat dit kan duiden op het horizontaal vervormen van de kade, al dan niet door een diepere bodemligging. Er kan bijvoorbeeld een registratie/meldingssysteem gebruikt worden voor het optreden van verzakkingen aan de kades/het straatwerk. Als er een opdracht tot herstraten wordt gegeven dient altijd EERST een analyse van de oorzaak van de verzakking te worden gemaakt die het gedrag van de kade meeneemt. Dit kan ook voorkomen dat herstraatwerk tot vergroting van de belasting op de kade leidt. - Uitvoeren van metingen (liefst horizontaal aan de kades maar ook verticaal) om de relatie van de vervorming met mogelijk falen te onderzoeken (numeriek of experimenteel). Analyse van de zakkingen van de kades met Insarmetingen kan helpen om andere “hotspots” in kaart te brengen. Door middel van nadere analyses dient te worden vastgesteld welke grenswaarden een indicatie voor falen geven. Het effect van droogte op de zakkingen in de stad dient hierbij mede te worden onderzocht. In het onderzoek van de GBW is gebleken dat er veel factoren mogelijk een bijdrage hebben geleverd aan het falen. Enkele daarvan konden niet worden uitgesloten maar zijn ook niet bevestigd. Dit geeft wel aan dat bepaalde zaken nog nader onderzocht kunnen worden. Aan de GBW was een oude kade aanwezig die de huidige kade kruiste nabij de locatie van bezwijken. Ook voor andere kades zijn dergelijke vervangingen gangbaar geweest. De exacte samenstelling van de kade op het punt van bezwijken (met twee of drie palen) is ook niet geheel zeker, ondanks diverse inspanningen hier duidelijkheid over te krijgen. Nader onderzoek naar de (invloed van de) opbouw van bestaande kades, zowel archeologisch als modelmatig wordt sterk aanbevolen. Om voor de Grimburgwal de relatieve invloed van de verschillende factoren nog specifieker te onderscheiden zouden de volgende activiteiten kunnen worden uitgevoerd: - Onderzoek op houten samples uit de restanten om deze te drogen en te wegen en tevens trekproeven te doen om de buigtreksterkte sterkteklasse vast te stellen. Ook de mechanische eigenschappen van de paal-kesp verbinding kan worden onderzocht. - Onderzoek naar de exacte opbouw van de fundering in de bezweken en aanpalende gedeeltes. - (na bovenstaande) Niet lineair eindig elementen model in 3D van de gehele kade voor het analyseren van de geschetste bezwijkmechanismen uit de RA en daarna variëren met verschillende scenario’s zoals andere geometrieën Het is in dit onderzoek goed mogelijk gebleken met verschillende ekenmethoden een indruk te krijgen van de stabiliteit van de kade. Doorontwikkeling en validatie van modellen voor gecombineerde berekening van de gehele constructie (vloer, metselwerk, palen) is nodig, omdat deze gecombineerde modellen geen gemeengoed zijn. @en

This study investigates the applicability of the core testing method to assess the complete nonlinear behavior of masonry in compression. A comparative experimental approach was adopted performing compressive tests on cores and companion wallets. Via a correlation study on seven objects, including literature data, a one-to-one correlation for both compressive strength and Young's modulus is obtained, while further studies are necessary to evaluate peak strain and compressive fracture energy. Thanks to its limited invasiveness and the capability of capturing the post-peak response with standard equipment, the core testing method can be regarded as a practical alternative to conventional slightly-destructive techniques.@en

Cracks are one of the most common expressions of damage in masonry structures. Aside from aesthetic issues, they can compromise the overall behaviour of the structure; therefore, they are undesirable and need to be repaired. The repointing technique is traditionally implemented in this context, especially in historical masonry. Nevertheless, future damage is not prevented and may arise again, thus requiring renewed repointing interventions. The paper describes a preliminary study conducted at Delft University of Technology to investigate the applicability of the innovative self-healing technology to enable an automatic repair of masonry cracks. A bacteria-based self-healing mortar, developed to repair existing concrete structures, was implemented to explore the capacity of couplets to recover their original strength and aesthetic aspect after multiple damaging events. Specimens built with calcium-silicate and clay bricks were subjected to subsequent cracking cycles using a crack-mouth-opening-displacement controlled bond-wrench test. Experimental results showed that self-repair, in terms of strength restoration and aesthetic filling of cracks, occurs even after multiple cracking cycles when the self-healing mortar is used with both types of bricks, optimizing the autogenous healing of cement-based mortars. In this context, the healing effectiveness tended to decrease as the crack width and the number of cycles increased. The effectiveness varied also according to the types of brick and healing environment used, e.g. under humid conditions (RH ~ 95%), 50% vs 80% of the original capacity was regained in fully separated couplets made respectively with clay and calcium-silicate bricks. This outcome provides the ground to delineate the remaining testing campaign.@en

In recent years induced seismicity in the north of the Netherlands has considerably increased. The built environment in the region mainly consists of unreinforced masonry (URM) buildings. Those buildings were not designed for seismic loads and have specific characteristics, that limit their seismic performance. In early 2017 a quasi-static cyclic pushover test on a calcium silicate element assemblage was carried out at Delft University of Technology. The assembled structure is representative of a typical terraced house built after the 1980’s in the Netherlands. The test was selected for a blind prediction contest, with the aim of (i) sharing the knowledge between consultant companies, (ii) improving the understanding of the structural behaviour of a typical URM structure, and (iii) contributing to the development of the Dutch guidelines for the seismic assessment of existing buildings. Nine engineering consultants working for the seismic assessment of the Groningen building stock participated to the contest. The predictions were characterised by different modelling methodologies, from analytical computations to equivalent-frame based or full finite element analyses. The paper presents an analysis of the submitted predictions, in an anonymous format, and trends related to the adopted analysis methodology are identified. On average, the predictions can provide a good estimate of the experimental outcomes, but a large scatter between the predicted results is observed. Finally, the received predictions have been used to assess the seismic vulnerability of the tested structure according to the recent Dutch seismic guidelines and with different assessment procedures: the assessments based on the numerical analyses were overall consistent to that based on the experimental outcomes.@en

Masonry is a composite material, whose behavior is strongly influenced by the presence of vertical and horizontal mortar joints, weak elements along which the shear failure usually occurs. The scope of the present work was to investigate factors that could affect the shear-sliding behavior of masonry, by performing numerical simulations of triplet tests conducted on calcium silicate brick masonry specimens with two different bond patterns. In the numerical analyses, a simplified micro-modeling strategy was adopted. A composite interface model was used, including a tension cut-off, a Coulomb friction criterion and a compressive cap. The numerical models were validated through comparisons with results from experimental tests, in terms of failure load, post-peak behavior and specimen deformability. Moreover, factors that could influence the shear-sliding behavior of masonry were analyzed by performing parametric studies. The simplified-micro modeling confirmed to be a very efficient strategy to capture the nonlinear behavior of masonry.@en

To assess the shear properties of masonry for existing buildings, the shove test method proposed by ASTM C1531 can be carried out, in which the load required to slide a single brick with respect to the surrounding masonry is measured. To control the vertical stress-state on the tested brick, two flat-jacks can be inserted in mortar bed joints in close proximity of it, thus prescribing a predefined level of compression. Although this test seems straightforward, uncertainties have not been resolved yet regarding the actual vertical compressive stress present on the tested brick and the effect of dilatancy. To gain a better insight into the shear-sliding behavior of masonry during the shove test, both experimental tests and numerical simulations were considered in the current research. To analyze these aspects and to precisely define a testing protocol, the experimental tests were performed in a controlled laboratory environment on a single wythe calcium silicate brick masonry wall. In parallel, numerical analyses were carried out using a simplified micro-modeling strategy, in which every brick was modelled, and the mortar joints were considered as zero-thickness interfaces. A composite interface model was used, including a tension cut-off, a Coulomb friction domain and a compressive cap. For the analyzed case study, the numerical results allowed to gain a better understanding of the aspects influencing the shear-sliding behavior of masonry during the shove test.@en