丝绸之路典型土遗址地震破坏机理与抗震安全性研究

论文摘要

古遗址是古文化遗址的简称,顾名思义就是过去历史文化的遗留,它同样也是在人类文明发展历程中被创造的、在时间的长河中保存下来的、具有历史的、科学研究价值的物质存留。本文中的土遗址是指古代建筑被毁后遗存下来的土建筑部分。土遗址是我国文物领域的一个重要分支,在古老的丝绸之路上集中分布着大量典型的土遗址建筑。在漫长的历史岁月中,土遗址经过千百年的风吹沙打。水泡雨淋,阳光曝晒,地震活动以及人类的破坏以后,产生了多种病害,这必然给土遗址的抗震安全性留下了许多潜在的隐患。近些年我国的地震活动总体呈上升势态,许多土遗址位于地震活动较强烈的地区,因此开展土遗址稳定性分析,对于土遗址的抗震防护具有重要意义。本论文以敦煌地区土遗址(烽燧、角墩、墙体)为例,阐述了土遗址的建筑工艺和其赋存的环境工程地质条件,概述了土遗址的主要病害特征及其成因机制。通过对土遗址危险程度的判定,现场地震动特性的测试,选取三个典型的土遗址作为三维有限元计算模型,并采用不同工程特性的地震动加速度时程作为荷载输入。通过对不同地震动峰值加速度、不同频谱、不同持时作用下,土遗址的位移场和应力场特征的研究,探讨了不同地震动作用下,不同类型土遗址的破坏机理。最后,根据库仑强度准则,揭示了土遗址在地震动作用下的动态损伤特性,评价了整个土遗址的稳定性。本论文得到甘肃省科技支撑计划(0708NKCF089)资助。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 综述
• 1.1 研究的科学意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 技术路线
• 第二章 土遗址的主要病害特征
• 2.1 土遗址的建造工艺
• 2.2 主要病害类型
• 2.3 病害成因机制分析
• 第三章 敦煌地区土遗址的工程地质特性
• 3.1 土体的物理、动力学参数
• 3.1.1 不同土遗址弹性模量的计算原理
• 3.1.2 典型土遗址动力特性测试
• 3.2 气候特征
• 3.3 地震地质条件
• 3.4 历史震害资料
• 第四章 土遗址在地震荷载作用下的稳定性分析
• 4.1 地震动的输入
• 4.1.1 输入地震波的主要原则
• 4.1.2 地震动幅值
• 4.1.3 持续时间
• 4.1.4 地震动频谱特性
• 4.2 瞬态动力学分析
• 4.2.1 结构动力方程的求解
• 4.3 有限元模型的建立
• 4.3.1 有限元概述
• 4.3.2 模型建立的依据
• 4.3.3 模型建立的特点
• 4.4 地震荷载下土遗址稳定性结果分析
• 4.4.1 土遗址稳定性的判断标准
• 4.4.2 位移场的综合分析
• 4.4.3 应力场的综合分析
• 4.4.4 地震荷载下土遗址稳定性的判断
• 第五章 结论与讨论
• 5.1 结论
• 5.2 讨论
• 参考文献
• 攻读硕士期间参加项目
• 攻读硕士期间发表论文
• 致谢