古代夯土城墙结构稳定灾变机理与保护技术研究

摘要

城墙具有突出的军事防御功能，我国建筑实物可追溯至原始社会后期，是我国古代建筑的重要实物。其中夯土城墙取材便利、工艺简单，多分布于我国北方地区。但目前城墙的消亡速度很快，坍塌现象也屡见不鲜，对城墙的稳定性分析尤为重要。　　论文主要工作包括：　　（1）结合夯土城墙包砖与否、包砖与夯土构造时间差异、受力状态的不同，通过分析其结构稳定灾变机理将城墙分为三个类别，即夯土砌筑的无包砖城墙；夯土与包砖同时修筑的原始包砖城墙；在旧夯土城墙的基础上加砌包砖的后包砖城墙。结合勘察、历史病害资料，对三类夯土城墙的结构性病害进行归纳；　　（2）以西安城墙为例，针对三类结构分别应用有限元软件ABAQUS模拟。采用有限元强度折减系数法，通过不断降低土体特定物理-力学参数得到城墙的安全系数，分析其滑裂面、应力状态等，探讨古代城墙结构的稳定灾变机理；　　（3）根据三类结构的灾变分析，结合文物保护的理念，分别给出了提高稳定性、增强整体性的加固措施，并分析其加固效果。鉴于城墙的特殊性，城墙加固一般通过使用锚杆加固提高其抗倾覆力矩、增大包砖刚度等方法增大城墙的稳定性。本文在分析加固效果之外，另分析了包砖倾角对城墙稳定性的影响。

目录

1 绪论

1.1研究背景及意义

1.2研究进展

1.3本文研究的主要内容

2 城墙结构稳定问题

2.1夯土城墙结构分类

2.2无包砖城墙结构病害分析

2.3原始包砖城墙结构病害

2.4后包砖城墙结构病害

2.5本章小结

3 城墙结构失稳机理分析

3.1引言

3.2西安城墙简介

3.3本构关系与破坏准则

3.4无包砖城墙稳定机理分析

3.5原始包砖城墙稳定机理分析

3.6后包砖城墙稳定机理分析

3.7马面稳定机理分析

3.8稳定灾变机理分析

4 加固保护机理研究

4.1引言

4.2无包砖城墙加固方案

4.3原始包砖城加固方案

4.4后包砖城加固方案

4.5本章小结

5 结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

致谢