發(fā)布時(shí)間：2018-07-10 04:56

  本文選題：生土窯居 + 降雨入滲�。� 參考：《鄭州大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：生土窯居作為一種古老的建筑形式,是中國(guó)黃土高原地區(qū)極具民族特色的民居形式。它取于自然,融于自然,歸于自然,具有施工簡(jiǎn)便、冬暖夏涼、節(jié)約能源、生態(tài)環(huán)保等一系列優(yōu)點(diǎn),目前在我國(guó)黃土高原地區(qū)仍有近千萬人居住在生土窯洞中。由于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)形式以及黃土材料自身的特性等問題,生土窯洞在使用中存在諸多病害,尤其是降雨入滲下塌毀頻繁,嚴(yán)重威脅居民的生命財(cái)產(chǎn)安全。降雨入滲增大了土體的密度,也降低了土體的強(qiáng)度,進(jìn)而影響窯洞的穩(wěn)定性。因此開展降雨入滲下生土窯居的結(jié)構(gòu)性能及災(zāi)害形成機(jī)理的研究,既有一定的理論意義,也有巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。為此,本文以豫西地區(qū)的生土窯洞為研究對(duì)象,在國(guó)家“十二五”科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目課題(課題編號(hào):2015BAL03B03)的支持下,對(duì)降雨入滲下生土窯居的結(jié)構(gòu)性能及破壞機(jī)理進(jìn)行了分析,主要做了以下工作:(1)選取豫西地區(qū)黃土,制作重塑黃土土柱以模擬天然含水率狀態(tài)下的黃土土層,進(jìn)行室內(nèi)降雨模擬試驗(yàn),得到了不同降雨量下的入滲深度及不同入滲深度內(nèi)土體的含水率分布情況,建立了降雨量與入滲深度及入滲土層含水率的數(shù)學(xué)模型,量化分析了降雨在黃土中的入滲規(guī)律。(2)通過對(duì)原狀土樣的掩埋增濕試驗(yàn),確定了不同含水率黃土的密度,并對(duì)10種含水率的重塑黃土試樣分別進(jìn)行彈性模量試驗(yàn)、三軸剪切試驗(yàn),得出不同含水率黃土的彈性模量值、粘聚力及內(nèi)摩擦角,量化分析了含水率對(duì)黃土的物理力學(xué)性質(zhì)的影響規(guī)律及機(jī)理,建立了黃土的密度、彈性模量、抗剪強(qiáng)度與含水率的數(shù)學(xué)模型,為數(shù)值分析提供了參數(shù)依據(jù)。(3)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研與試驗(yàn)結(jié)果,選取合適的研究對(duì)象、結(jié)構(gòu)尺寸及材料參數(shù),利用數(shù)值分析的方法建立覆土厚度為3m的生土地坑窯有限元模型,對(duì)比分析了降雨入滲深度為1m、2m、3m時(shí)生土窯洞的位移、應(yīng)力、應(yīng)變特征,找到了生土窯洞在不同降雨入滲深度下的結(jié)構(gòu)薄弱部位及災(zāi)害形成條件。(4)為分析覆土厚度對(duì)降雨入滲下窯洞穩(wěn)定性的的影響,建立覆土厚度為2~5m的生土窯洞模型,分析了在豫西地區(qū)近20年最大降雨量完全入滲時(shí)生土窯洞的位移、應(yīng)變特征,得到了降雨入滲下覆土厚度對(duì)窯洞穩(wěn)定性的影響規(guī)律及此降雨入滲深度下的最優(yōu)覆土厚度,驗(yàn)證了豫西地區(qū)生土地坑窯居覆土厚度主要為3~4m的科學(xué)合理性。(5)在不考慮降雨入滲的情況下分析了生土窯居的受力機(jī)理,基于普氏理論與生土窯居的自支撐結(jié)構(gòu)特性,求得拱頂?shù)淖匀黄胶夤案叨扔?jì)算公式與臨界坍塌深度計(jì)算公式,并結(jié)合數(shù)值模擬結(jié)果驗(yàn)證了理論計(jì)算的正確性,為分析降雨入滲對(duì)生土窯居結(jié)構(gòu)性能的影響機(jī)理提供了理論依據(jù)。(6)通過對(duì)降雨入滲后窯頂平衡拱高度的變化規(guī)律分析、平衡拱高度的敏感性分析及降雨入滲深度與平衡拱的相對(duì)位置關(guān)系分析,闡述了降雨入滲下生土窯居的破壞機(jī)理,得出了生土窯居的臨界降雨入滲深度及最優(yōu)覆土厚度的計(jì)算方法,并分析了降雨入滲對(duì)生土窯居坍塌破壞的影響,推導(dǎo)出降雨入滲下生土窯洞的臨界坍塌深度公式。
[Abstract]:This paper analyzes the structure performance and the damage mechanism of the loess in the loess plateau of Henan Province . It has some theoretical significance and great social and economic benefits . ( 3 ) Based on the results of field investigation and test , a finite element model of earth cave kiln with thickness of 3 m was established by means of numerical analysis .
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TU746;TU444

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本文編號(hào)：2112133