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砖石古塔浸水纠偏全过程模拟分析与加固方法研究

张旭强  
【摘要】: 砖石古塔作为古代高层建筑的杰出代表,对研究中国古代建筑技术和建筑历史具有重要意义。由于建造年代久远以及各种因素的影响,保存至今的砖石古塔均存在不同程度的倾斜,迫切需要对其进行纠偏和加固。本文结合黄土地基的特点,就黄土地区砖石古塔的倾斜机理进行了分析,并对陕西合阳大象寺塔进行了纠偏全过程有限元模拟分析,将计算结果与土工实验结果进行了对比。主要内容及结论如下: (1)结合湿陷性黄土的湿陷机理及其湿陷变形计算方法,对影响黄土湿陷性的各因素如有微结构、物质成分和物理性质进行了分析。 (2)结合室内压缩试验,研究了黄土地区注水纠偏中土的压缩变形量与含水量的关系。依据压缩变形量与含水量关系曲线中的不敏感区、敏感区和消减区三个阶段的特征,探讨了模拟纠偏分析中出现的不倾、突倾和反倾现象。 (3)对砖石古塔倾斜的机理和不同纠偏技术的适应性进行了分析,分析表明:在湿陷性黄土地区采用掏土法和注水法纠偏砖石古塔十分有效。 (4)结合砖石古塔倾斜的机理,对湿陷性黄土地区砖石古塔浸水法纠偏的机理进行研究,依据浸水纠偏时地基沉降的四个阶段,建立了纠偏计算模型。采用有限元软件对陕西合阳大象寺塔的纠偏进行全过程模拟,计算结果和依据实验室制备的原状黄土的分析结果基本一致。


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