城墻作為中國(guó)建筑遺產(chǎn)重要的組成部分,具有珍貴的歷史價(jià)值、文化價(jià)值以及藝術(shù)價(jià)值。作為軍事防線的一部分,墻體和其它輔助軍事設(shè)施構(gòu)成古代軍事防御設(shè)施。國(guó)內(nèi)提倡對(duì)建筑遺產(chǎn)進(jìn)行預(yù)防性保護(hù),針對(duì)預(yù)防性保護(hù),需要了解城墻在自然環(huán)境條件下出現(xiàn)的破壞形式以及破壞過程。目前,針對(duì)降雨條件下城墻破壞過程還沒有完全掌握,根據(jù)破壞過程進(jìn)行預(yù)防性措施并未完善。本文針對(duì)上述問題,通過Green-Ampt模型引入Lambe模型,對(duì)FLAC3D軟件進(jìn)行了二次開發(fā),使其符合非飽和土滲流理論以及非飽和土穩(wěn)定性計(jì)算理論。對(duì)城墻入滲破壞進(jìn)行了數(shù)值模擬,模擬了不同降雨情況下城墻破壞過程。最后使用再生建筑骨料對(duì)原狀土進(jìn)行改性,針對(duì)改性土進(jìn)行常水頭實(shí)驗(yàn)和強(qiáng)度試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)儀器分別為TST-70滲透儀和ZJ型電動(dòng)直剪儀,驗(yàn)證改性土的抗?jié)B性能和強(qiáng)度性能,為降雨情況下城墻穩(wěn)定性研究提供參考。論文的主要研究成果如下:（1）將Lambe模型引入Green-Ampt入滲模型,本文推導(dǎo)了考慮濕潤(rùn)層分層及導(dǎo)水系數(shù)隨著深度變化而變化情況下的滲透方程。通過模擬結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比,改進(jìn)后的模型與現(xiàn)實(shí)狀況的誤差更小。（2）模擬結(jié)果表明,城墻降雨入滲導(dǎo)致城墻破壞... 

【文章來源】：北京建筑大學(xué)北京市

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

入滲土層情況

第2章城墻入滲數(shù)值模擬研究12圖2-1入滲土層情況Fig.5-1Soillayersunderinfiltrationsituation圖2-2含水率分布圖Fig.5-2Schematicdiagramofmoisturedistribution當(dāng)1時(shí)，聯(lián)合式2-7、式2-8得到：242wlbbahha++=(2-9)wwshaahbbh++=242(2-10)降雨的累計(jì)入滲量I可用下列算式進(jìn)行計(jì)算：()0hlI=hdh(2-11)在濕潤(rùn)區(qū)分層情況下，將累計(jì)入滲量進(jìn)行分層計(jì)算：飽和區(qū)含水量：()sslsI=h(2-12)過渡區(qū)的含水量：()4wslsIh=(2-13)

第2章城墻入滲數(shù)值模擬研究18城墻內(nèi)芯土應(yīng)力變化、位移變化等相關(guān)的穩(wěn)定性參數(shù)變化情況。2.4.2計(jì)算參數(shù)設(shè)置以居庸關(guān)城墻作為實(shí)際模型進(jìn)行數(shù)值模擬，模擬過程中對(duì)邊界條件、降雨條件和二次開發(fā)的計(jì)算邏輯進(jìn)行控制，保證在模擬過程與現(xiàn)實(shí)降雨條件下城墻內(nèi)芯土破壞過程保持一致。本文建模采用三維計(jì)算模型,其尺寸與截取的城墻段尺寸一致，具體規(guī)格為平面為東西向矩形，底部東西長(zhǎng)26.84m，南北深17.57m，臺(tái)頂部東西長(zhǎng)24.04m，南北深14.73m，高為9.5m，三維模型見圖2-4。監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)定為模型中心軸上高度分別為2m、4m、6m、8m的四個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，見圖2-5。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)資料與第3、4章的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，得到數(shù)值模擬的相關(guān)參數(shù)，見表2-1所示。模擬所需要的力學(xué)參數(shù)通過獲取城墻勘察資料并參考古城墻力學(xué)參數(shù)綜合取值[2]。三維模型由4095個(gè)節(jié)點(diǎn)和6163個(gè)單元組成。表2-1模擬參數(shù)表Table2-1Simulationparameters圖2-4數(shù)值模擬模型Fig.2-4Numericalsimulationmodel土體類型天然含水率密度/(Kg·m-3)彈性模量/Pa孔隙率飽和滲透系數(shù)/(m·s-1)內(nèi)摩擦角/°粘聚力/kPa泊松比粉土10%18202×1060.56.12×10-523.743.20.4

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3443644