城墙夯土及砌体结构劣化稳定性分析

摘要

古城遗址主要由夯土及砌体结构组成,因暴露于自然环境下,其保存状况较差.以万全右卫城为研究对象,对其进行原位回弹仪试验和室内物理力学试验,并采取数值模拟方法分析了土砖结构劣化过程中城墙的整体稳定性.结果表明:土体含水率是影响城墙稳定性的重要因素,当城墙受到水分入侵,夯土含水率由4.3％增至15.1％时,城墙安全系数从3.4降至1.4,当含水率饱和时,其安全系数则低至0.8,此时城墙处于失稳状态;外墙砌体劣化对城墙本体稳定性影响较小,但对夯土区起间接保护及防水等作用,城墙倒塌多发生在外包砖墙大面积劣化区;城墙夯土多为水敏性及毛细水作用较强的粉砂土,当毛细水上升高度从20 cm增加至180 cm时,城墙安全系数由1.6降至1.3,略低于《建筑边坡工程技术规范》(GB 50330-2013)中一级边坡安全系数1.35的要求.因此,在城墙的保护工作中,需综合考虑采取外包砖墙修复及降排水等措施.