丸都山城瞭望台变形破坏机理及稳定性分析

来源 :中国地质大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:batjbf
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位于吉林省集安市的高句丽遗址——丸都山城,是研究高句丽文化历史的宝贵资料。该遗址1982年2月被国务院列为国家重点文物保护单位,在2004年第二十八届世界文化遗产大会上,被联合国教科文组织列入为世界文化遗产名录。本文研究的瞭望台(亦称点将台),位于丸都山城南门以北200米的高岗上,是丸都山城内作瞭望警戒用的高台建筑。现存建筑,外表通体石块垒砌,内侧砌有两道登台石阶,外部为较为完整规则的石材,而内部为大小不一、形状各异的块石填充。目前,瞭望台的变形破坏主要有以下几种模式:坍塌破坏、拉张变形、墙体整体的鼓出变形、块石断裂、块石剥落、基础石隆起和内倾等。此外,由于整个瞭望台结构体坐落在非均一的地基之上,结构体西半部分直接坐落在基岩上,而东半部分坐落在强风化的花岗岩地层上,因而瞭望台的稳定性与地基稳定性密切相关。另外,从地形地貌来看瞭望台位于一个山坡上,因而瞭望台同时也存在边坡稳定性问题。本文紧密结合丸都山城瞭望台工程地质条件,在详尽的野外地质调查和对大量基础地质资料的整理与分析基础上,提出了瞭望台的变形破坏影响因素主要是不均匀沉降。由于瞭望台基底与下伏基岩间土层厚度的不均匀分布(由西北角向东南角厚度逐渐增加),使其在重力场和渗流场的耦合作用下,发生了由西北角向东南角倾斜的不均匀沉降。在固结沉降过程中,阶坛发生了滑移、坍塌和外鼓。与此同时,石块之间沉降不均匀导致了拉张变形、外移和内倾,基础踏步地面隆起。通过现场勘察和室内试验,合理地确定了瞭望台相关地层及建筑材料的本构模型及其力学参数,利用FLAC3D软件,模拟了瞭望台在自重应力场下固结沉降的变形破坏特征、雨水入渗条件下的位移场特征,以及在地震动荷载作用下的质点速度特征。对瞭望台变形破坏机理进行了分析。运用MSARMA法对瞭望台的整体稳定性和局部稳定性进行了评价。在现状条件下,无地震影响时瞭望台整体是基本稳定的,在VII度地震作用下瞭望台整体处于临界平衡状态,上部结构局部开始失稳。
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