含水率对平遥夯土城墙物理力学性质的影响及其稳定性分析

太原理工大学学报
网络首发时间：2024-11-18 15:05:50

作者

乔敬淇南东敏杨星宇武开浩
单位

太原理工大学土木工程学院平遥县文物所平遥古城岩土工程技术研究中心
摘要

针对所受赋存环境变化影响，夯土城墙的含水率分布存在差异。为探究不同含水率下夯土体的物理力学性质的变化规律，以世界文化遗产平遥古城夯土体为研究对象，通过设置不同目标含水率夯土体。利用固结仪、直剪仪对不同含水率下土体的的压缩模量、黏聚力以及抗剪强度等力学性能指标进行了测试，同时利用ABAQUS中强度折减法计算其不同含水率下城墙的稳定性系数，探讨了不同含水率土体对城墙稳定性的影响。结果表明：当土的含水率w＜13.0%时，随着含水率w逐渐增加，土体的压缩模量Es、抗剪强度τ、黏聚力c均呈现上升趋势；当土的含水率w＞13.0%时，随着含水率w逐渐增加，土的压缩模量Es减小，土体压缩性提高。含水率继续增加，土体逐渐由低压缩性土向中压缩性土过渡，土的黏聚力c、抗剪强度τ逐渐降低。随着含水率w的增大城墙安全稳定系数大体上呈逐渐下降趋势，夯土城墙在不同含水率下最大剪应力、等效塑性应变的分布情况为最大剪应力外墙大于内墙，底部大于顶部，塑性应变集中在内墙底部。此研究结果可为平遥古城夯土城墙及类似夯土建筑的预防性保护和修缮土体选取提供理论依据。
关键词

夯土体含水率物理力学性质平遥古城有限元分析
文章目录

1 试验材料与方法
1.1 试验材料
1.2 样品制备
1.3 夯土工艺调查
1.4 固结试验
1.5 湿陷性试验
1.6 剪切试验
2 试验结果及分析
2.1 击实试验
2.2 固结试验
2.2.1 不同含水率下土的压缩曲线
2.2.2 土的含水率与压缩模量的关系
2.3 湿陷性试验
2.4 剪切试验
3 有限元分析
3.1 模型建立
3.2 计算结果
4结论
本文创新点：
引用格式

乔敬淇,南东敏,杨星宇,等.含水率对平遥夯土城墙物理力学性质的影响及其稳定性分析[J/OL].太原理工大学学报,1-23[2024-11-19].http://kns.cnki.net/kcms/detail/14.1220.n.20241117.1211.002.html.
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