浚縣城墻穩(wěn)定性分析與評(píng)價(jià)

周偉華 李志敬 楊華南

摘要：浚縣城墻大部分地段，城墻結(jié)構(gòu)已遭到嚴(yán)重破壞。采用極限平衡分析方法（簡(jiǎn)化Bishop法，M-P法），結(jié)合實(shí)際情況，考慮自然狀態(tài)工況和降雨工況（按表層1m土體飽和考慮）兩種工況，分析了修復(fù)后浚縣城墻的整體穩(wěn)定性，進(jìn)行了2種不同強(qiáng)度參數(shù)的參數(shù)敏感性分析。城墻穩(wěn)定性分析結(jié)果表明，無(wú)論是自然狀態(tài)工況還是降雨工況，采用簡(jiǎn)化Bishop法和M-P法兩種計(jì)算方法搜索的最危險(xiǎn)滑面的安全系數(shù)均大于一級(jí)邊坡安全系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)（1.30），城墻修復(fù)后是穩(wěn)定的。

Abstract： The wall structure have been severely disrupted in Xun county city most of the area. Using limit equilibrium analysis method （simplified Bishop method， the M - P method）， combined with the actual situation， consider the state of nature condition and rainfall conditions （according to the surface of 1 M soil saturated consider） two kinds of working condition， the overall stability of Xun county after the restoration of the wall are analyzed， the two different strength parameters sensitivity analysis of parameters is carried out. Wall stability analysis results show that the working condition of natural state and working condition of rainfall， the simplified Bishop method is adopted and the M - P method of two kinds of calculation methods to search the most dangerous sliding surface safety coefficients is greater than the standard level of slope safety factor （1.30）， the wall is stable after repair.

關(guān)鍵詞：城墻；穩(wěn)定性分析；降雨工況；最危險(xiǎn)滑面；安全系數(shù)

Key words： city wall；stability analysis；working condition of rainfall；the most dangerous sliding surface；the margin of safety

中圖分類號(hào)：TU361 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）29-0252-02

0 引言

浚縣城墻，始建于明洪武三年（1370年）。浚縣城墻在戰(zhàn)爭(zhēng)中，屢遭破壞，由于長(zhǎng)期未加保護(hù)，城墻殘?jiān)珨啾谥饾u被拆毀、侵占，原城門、城樓及大部分城池漸次拆除，上世紀(jì)70年代僅有西門以北沿衛(wèi)河一段保存較完整。由于長(zhǎng)期雨水沖刷、人為破壞及粗壯植物根系等因素的破壞作用，浚縣城墻大部分地段，城墻結(jié)構(gòu)已遭到嚴(yán)重破壞，具體表現(xiàn)為：①內(nèi)側(cè)夯土全部被挖空，僅剩外側(cè)磚石，且部分外側(cè)磚石已出現(xiàn)較嚴(yán)重傾斜。②城墻頂部已長(zhǎng)滿植被，由于根系的生長(zhǎng)，頂部磚石及內(nèi)側(cè)夯土已毀壞。③部分墻體出現(xiàn)了貫通裂縫。

浚縣城墻作為省級(jí)重點(diǎn)文物保護(hù)對(duì)象，應(yīng)對(duì)其滿目瘡痍的現(xiàn)狀進(jìn)行修復(fù)加固，城墻修復(fù)前，有必要對(duì)加固墻體的穩(wěn)定性進(jìn)行分析與評(píng)價(jià)，以驗(yàn)證采取防護(hù)措施的合理性，為城墻的修復(fù)加固提供技術(shù)支持。

1 計(jì)算模型和計(jì)算參數(shù)

1.1 計(jì)算模型

采用極限平衡分析方法（簡(jiǎn)化Bishop法，M-P法），分析城墻的整體穩(wěn)定性。計(jì)算模型根據(jù)城墻修復(fù)后的剖面進(jìn)行，考慮自然狀態(tài)工況和降雨工況（按表層1m土體飽和考慮）兩種工況下城墻的整體穩(wěn)定性分析計(jì)算模型如圖1所示。

1.2 計(jì)算參數(shù)

城墻穩(wěn)定性分析的計(jì)算參數(shù)根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)成果及工程類比法獲取[1～6]，見表1。

2 城墻的穩(wěn)定性分析

采用簡(jiǎn)化Bishop和M-P法對(duì)城墻進(jìn)行了整體穩(wěn)定性分析。最危險(xiǎn)滑面如圖2所示，城墻安全系數(shù)見表2。

由表2中可知，無(wú)論是自然狀態(tài)工況還是降雨工況，城墻修復(fù)后兩種計(jì)算方法得到的最危險(xiǎn)滑面安全系數(shù)均大于一級(jí)邊坡安全系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)（1.30）。

3 城墻修復(fù)后參數(shù)敏感性分析

為了進(jìn)一步了解土體參數(shù)變化對(duì)城墻的穩(wěn)定性影響程度，對(duì)城墻剖面的降雨工況進(jìn)行了參數(shù)敏感性分析，結(jié)果如圖3所示。由圖中可以看出，降雨工況，采用簡(jiǎn)化Bishop法計(jì)算時(shí)，粘聚力在10kPa～25kPa之間變化，安全系數(shù)變化范圍為1.79～1.88；內(nèi)摩擦角在5°～25°之間變化，安全系數(shù)變化范圍為1.80～1.817。

4 結(jié)論

無(wú)論是自然狀態(tài)工況還是降雨工況，采用簡(jiǎn)化Bishop法和M-P法兩種計(jì)算方法搜索的最危險(xiǎn)滑面的安全系數(shù)均大于一級(jí)邊坡安全系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)（1.30），城墻修復(fù)后是穩(wěn)定的。

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