北京市砖砌体农宅受山洪泥石流影响的试验研究

摘要

山洪泥石流是山区广泛发生的自然灾害之一，其特点是突发性、瞬时性，具有巨大的冲击、冲刷和掏空破坏，严重危害村镇建筑物、构筑物和居民的生命财产安全，造成很严重的经济损失和人员伤亡损失。山洪泥石流的发生受地形地貌、地质构造、水文气象和人类经济活动等因素综合决定。
　　通过对北京市地方志资料的查阅，统计在历史上发生过山洪泥石流灾害的情况，根据山洪泥石流沟道分布和沟道的危险程度，对北京市远郊区（县）的山洪泥石流危险性等级进行划分，共分为四个等级，按照危险性越高，等级越高，危险性越低，等级越低的原则进行划分。
　　根据危险性等级的划分进行山洪泥石流调研自然村的选择，共选择了6个区（县）近30个自然村关于建筑物建造年代、结构型式、建筑物尺寸、门窗尺寸及位置、基础类型、圈梁构造柱情况、抗震加固措施、保温隔热措施、与周围山体和河道的相对位置关系、山洪泥石流发生的频率及年代、是否有紧急避险措施等内容，为试验和仿真分析提供实践依据。
　　根据调研资料的结果总结，北京市农宅结构型式大部分为砖砌体结构，砌筑砂浆类型为水泥砂浆和石灰砂浆，为试验提供依据。此次试验的内容有1组砖试件的强度抗压试验，得到砖的强度标准值;10组砂浆试块的强度抗压试验，得到砂浆抗压强度随着浸泡时间的变化规律;10组砖砌体的强度抗剪试验，得到砖砌体抗剪强度随着浸泡时间的变化规律;18组砖砌体的强度抗压试验，得到砖砌体抗压强度随着浸泡时间和浸泡水深的变化规律，为模型的仿真分析提供依据。
　　以调研和试验为依据，进行模型的有限元仿真分析。首先利用FLUENT软件模拟在不同的水流流速下得到农宅的动压、静压、湍流速度，考虑到山洪泥石流的动力效应，把动压作为三角形面荷载作用到ANSYS三维模型上，得到农宅的应力、位移分布规律。把试验数据和有限元仿真分析的数据进行对比，有限元仿真分析得到的数据大于试验数据，农宅即破坏，破坏比较严重的农宅没有必要进行加固改造;小于试验数据，农宅可通过加固措施来恢复它的正常使用功能。根据农宅的破坏情况，提出山洪泥石流的加固措施，为北京市山区抗山洪泥石流的加固改造提供依据。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 北京市山洪泥石流的研究背景

1．1．1 国外研究现状

1．1．2 国内研究现状

1．2 北京市农宅的结构型式及特点

1．2．1 结构型式

1．2．2 结构特点

1．3 北京市各区(县)山洪泥石流危险度划分

1．3．1 山洪泥石流沟道数

1．3．2 危险度等级划分

1．4 论文主要内容

1．5 论文项目支撑

2 北京市各区(县)山洪泥石流情况的实地调研

2．1 概述

2．2 北京市各区(县)调研情况

2．2．1 房山区

2．2．2 怀柔区

2．2．3 密云县

2．2．4 平谷区

2．2．5 延庆县

2．2．6 门头沟区

2．3 本章小结

3 砖砌体浸泡试验

3．1 概述

3．1．1 试验目的

3．1．2 试验内容

3．2 砖块和砂浆的强度试验

3．2．1 试验材料及模型设计

3．2．2 砖块强度试验

3．2．3 砂浆浸泡抗压试验

3．3 砖砌体浸泡抗剪试验

3．3．1 砖砌体浸泡抗剪试验设计

3．3．2 砖砌体浸泡抗剪试验

3．4 砖砌体浸泡抗压试验

3．4．1 砖砌体浸泡抗压试验设计

3．4．2 砖砌体浸泡抗压试验

3．5 试验结果分析

3．5．1 砂浆浸泡强度结果分析

3．5．2 砖砌体浸泡抗剪强度结果分析

3．5．3 砖砌体浸泡抗压强度结果分析

3．6 本章小结

4 砖砌体农宅浸泡有限元仿真分析

4．1 概述

4．1．1 软件介绍

4．1．2 农宅有限元模型

4．2 砖砌体农宅浸泡水深0.5m有限元仿真分析

4．2．1 水泥砂浆砖砌体农宅分析

4．2．2 石灰砂浆砖砌体农宅分析

4．3 砖砌体农宅浸泡水深1.0m有限元仿真分析

4．3．1 水泥砂浆砖砌体农宅分析

4．3．2 石灰砂浆砖砌体农宅分析

4．4 砖砌体农宅浸泡水深1.5m有限元仿真分析

4．4．1 水泥砂浆砖砌体农宅分析

4．4．2 石灰砂浆砖砌体农宅分析

4．5 仿真的结果分析

4．5．1 水泥砂浆砖砌体农宅的结果分析

4．5．2 石灰砂浆砖砌体农宅的结果分析

4．5．3 浸泡水深0.5m的砖砌体农宅结果分析

4．5．4 浸泡水深1.0m的砖砌体农宅结果分析

4．5．5 浸泡水深1.5m的砖砌体农宅结果分析

4．6 本章小结

5 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果

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