Numerical Analysis of the Influence of Root Erosion on the Stability of Earthen Sites Under Static Load
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摘要: 以古浪县明长城遗址墙体稳定性问题为研究对象,通过有限差分软件FLAC3D,对长城墙体不同掏蚀深度模型进行了静力作用下的稳定性分析,探讨了不同掏蚀深度下墙体位移分布规律及应力场分布特征。研究结果表明,随着掏蚀深度的增加,遗址墙体呈现出向掏蚀侧倾倒的趋势,最大水平位移位于墙体顶部;压应力在掏蚀病害根部集中,背侧墙体出现拉应力集中;在自重荷载的作用和不考虑降雨及地下水等因素情况下,掏蚀深度为模型底宽的1/2时是墙体的临界破坏阈值。掏蚀深度与安全系数建立较好的拟合曲线和塑性区连通性的判断可用于指导工程实践。Abstract: The stability of the Great Wall in Gulang County is taken as the research object. By using the finite difference software FLAC3D, the stability of the models with different root erosion depth of the Great Wall is analyzed under static forces, and the distribution of displacement and stress field of the different models are discussed. The results show that the overall deflection of the wall affected by the erosion, and the maximum horizontal displacement is located at the top of the wall. With the increase of the erosion depth, the compressive stress concentrates at the root of the erosion, and the tensile stress concentrates at the back of the wall. Under the action of dead load, when the erosion depth is 1/2 of the bottom width of the model, the wall reaches the critical failure threshold value. It can be used to guide engineering practice to establish a better fitting curve between erosion depth and safety factor and to judge the connectivity of plastic zone.
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Key words:
- earthen sites /
- root erosion /
- numerical simulation /
- stability analysis /
- heritage conservaiton
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表 1 模型材料参数
材料 密度
/(kg·m−3)黏聚力
/kPa内摩
擦角/(°)泊松比 弹性
模量/MPa抗拉
强度/kPa载体 1426 25 22.7 0.3 97.12 50 墙体 1687 27 19 0.24 115.35 73 -
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