榆林衛(wèi)城南城墻加固試驗研究.pdf

1、榆林城墻為第六批(2006年)全國重點文物保護單位之一,夯土建筑,局部外側(cè)包有城磚,與我國各地古城墻建筑形式基本相同,始建于1437年,直到解放后尚且保存完好。隨著社會發(fā)展,榆林城墻已面臨消亡的危險,對其加固保護已迫在眉睫。
　　文章通過對榆林城墻病害現(xiàn)狀調(diào)查,分析了其破壞因素與破壞機理,在此基礎(chǔ)上,提出了改性素土夯筑加固保護方案。通過對改性素土的系列試驗,確定了具有良好耐候性能的素土配比方案。結(jié)合中國古城墻施工經(jīng)驗,對榆林城墻夯

2、筑加固保護的施工工藝提出來具體要求。主要研究內(nèi)容有:
　　1、為保證改良城墻土體具有良好的強度、耐水與耐風蝕等指標,對榆林城墻土樣的化學成分進行了分析,分析表明城墻土體含有一種產(chǎn)于華北、西北黃土地帶及石灰?guī)r古風化層中的建筑材料—料姜石。在化學分析的基礎(chǔ)上,確定了在土樣里加入不同比例摻合料(料姜石、水泥、熟石灰)的方法來改善土體性能的夯土配比方案。
　　2、按不同土樣配合比夯筑試件,測定各試件含水率、干密度,得出了最優(yōu)含水率曲

3、線。對各配比試件進行了5項試驗工作,分別是:無側(cè)限抗壓強度,耐鹽侵蝕,耐水解,雨水沖刷及凍融試驗。在試驗基礎(chǔ)上,探討了各試驗環(huán)境對土體的破壞機理及改性材料對土體的作用機理,從而得出如下結(jié)論:少量改性材料對土體抗壓強度影響較小;水泥用量在≤10％時對改性土體抗壓強度影響甚微;改性土強度與料姜石和石灰添加量成線性關(guān)系;水泥能改善土體的耐鹽、耐水、抗沖刷及抗凍融等性能;料姜石和石灰對土體耐候性能的提高遠不及水泥,水泥用量導致土體顏色變暗及受到

4、鹽侵蝕時生成大量白色石膏晶體,對墻體的外觀影響極為為嚴重。在古城墻維修中,水泥用量應嚴格控制在10%以內(nèi)(質(zhì)量比)。
　　3、論文用ABAQUS有限元分析軟件對城墻土體在地震、自重及其它豎向荷載作用下的力學性能進行了分析,驗證了豎向荷載作用下應用改性土和城磚加固城墻在力學性能方面的可行性;地震荷載作用下,改性土體、外包城磚和內(nèi)部素土拉結(jié)時,城墻具有較好的整體性,位移和應力都能滿足要求;通過三條地震波計算分析得出城墻頂面地震加速度較