平凉市泾河北岸窑洞类型与破坏研究

摘要

目前仍有许多窑洞被利用，在当今环境恶化的世界性难题下，地上资源日趋紧张，窑洞建筑不仅可以开发利用地下空间和资源，而且也具有很高的文化价值。本文以甘肃省平凉市泾河北岸黄土塬边斜坡带上的窑洞为研究对象，通过野外地质调查、数据资料分析、物理力学试验、三维模型演示和数值模拟计算，对研究区的窑洞类型、分布特征、破坏类型、破坏的影响因素以及机理等进行研究，再现窑洞破坏的演化过程，分析斜坡演化（滑坡、崩塌、开挖高边坡等）与窑洞破坏之间的相互作用。主要研究成果如下： (1) 研究区窑洞开挖地层的赋存岩性可以分为 5 种类型，分别是马兰黄土、马兰黄土和离石黄土、离石黄土、离石黄土和泥岩、泥岩；斜坡的坡面形态分为直线型、外凸型和内凹型共3类，根据窑洞所赋存的岩性与坡面形态的组合即坡体结构赋存条件将窑洞分为15种类型。 (2) 受控于安全性、便利性（交通、水源）和施工难易程度等，研究区斜坡上的窑洞在不同冲沟上的分布具有密集性和差异性，支沟里的窑洞分布具有对称性；在不同岩性分布上多为单一岩性开挖的黄土窑洞；在不同高程分布上表现为随着开挖高程降低，窑洞数量减少。 (3) 研究区内窑洞破坏主要包括6种类型，分别是裂缝、窑内渗水、窑洞冒顶、窑洞滑塌、局部崩塌和整体崩塌。不同赋存地层岩性开挖的窑洞，其破坏类型、规模和程度具有很大的差异性，不同类型的窑洞破坏之间具有转化性。 (4) 窑洞破坏的影响因素有内因和外因，内因包括地层岩性、古土壤层、节理和地形地貌等，外因包括开挖建造模式、窑洞间距、窑洞尺寸、降水、冻融作用、生物作用、人类活动以及斜坡演化（滑坡、崩塌和开挖高边坡）等。 (5) 开挖窑洞改变斜坡的临空条件，加速滑坡进程，滑坡滑动又导致窑洞被破坏；窑洞窑脸土体节理贯通，窑脸坍塌导致上部黄土崩塌，崩落的土体堆积在一起，堵住窑洞洞口；开挖黄土高边坡导致斜坡坡脚两侧窑洞不同程度的破坏。

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