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石峁遗址皇城台护墙稳定性计算方法研究
1
作者
秦立科
韦坤
+2 位作者
王磊
庞磊
王猛
《文物保护与考古科学》
北大核心
2025年第1期122-132,共11页
皇城台护墙是石峁皇城台的重要组成部分,也是保证皇城台安全的关键,目前护墙灰缝材料风化严重且存在一定外倾变形,急需对其稳定性进行评估。通过理论推导得出了适合皇城台护墙稳定性计算公式,通过室内试验验证了公式的准确性,分析了高...
皇城台护墙是石峁皇城台的重要组成部分,也是保证皇城台安全的关键,目前护墙灰缝材料风化严重且存在一定外倾变形,急需对其稳定性进行评估。通过理论推导得出了适合皇城台护墙稳定性计算公式,通过室内试验验证了公式的准确性,分析了高宽比、灰缝强度和竖向外荷载对护墙稳定性的影响。研究结果表明:护墙为内部松散的重力式挡墙,存在沿内部灰缝滑移和倾覆两种破坏类型,倾覆破坏时的倾覆角度和墙体高度、灰缝强度等多种因素相关;护墙灰缝强度相同时,在护墙底部稳定性系数最小,最易发生倾覆破坏;护墙稳定性随着高宽比及竖向外荷载增加、灰缝强度减小而降低。研究结果为石峁皇城台护墙的稳定性评估和加固提供科学依据。
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关键词
石峁遗址
皇城台
护墙
破坏类型
稳定性分析
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职称材料
基于离散单元法的石峁遗址东门城墙稳定性及加固方法研究
2
作者
秦立科
韦坤
+5 位作者
王磊
庞磊
王霁竹
毛迪
李婉茹
陈立杰
《文物保护与考古科学》
北大核心
2024年第4期1-12,共12页
石峁遗址外城东门城墙出现了严重的外倾变形,面临倒塌风险,为对其进行科学保护,进行了城墙稳定性及加固方法的研究。提出风化折减系数表征灰缝的风化程度,利用离散单元法建立城墙模型,并验证其有效性,通过强度折减法研究在风化作用下城...
石峁遗址外城东门城墙出现了严重的外倾变形,面临倒塌风险,为对其进行科学保护,进行了城墙稳定性及加固方法的研究。提出风化折减系数表征灰缝的风化程度,利用离散单元法建立城墙模型,并验证其有效性,通过强度折减法研究在风化作用下城墙的变形及稳定性,通过反演分析法确定城墙的风化程度和灰缝的力学参数。研究结果表明:灰缝强度降低是城墙变形失稳的主要原因;在土压力作用下,城墙破坏呈滑移-倾覆模式;城墙目前处于欠稳定状态,风化系数为0.45~0.48,灰缝强度粘聚力和内摩擦角分别为21 kPa和14°。在此基础上,提出了灰缝灌浆和外侧支撑两种加固方法并进行了比选,最终加固取得了良好的效果。研究结果可为石峁城墙的后续的加固保护提供借鉴和参考。
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关键词
石峁遗址
城墙
离散元法
强度折减法
稳定性
风化
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职称材料
温度循环下壁画地仗层与支撑体接触面力学性能
被引量:
1
3
作者
秦立科
周效丞
+3 位作者
孔德翊
甄刚
谭可馨
郭斌
《西安科技大学学报》
北大核心
2025年第1期153-160,共8页
为探究温度循环对壁画地仗层与支撑体接触面力学性能的影响,对天津明代壁画残块进行成分及配比分析以制作壁画地仗层与支撑体接触面试样,通过温度循环、单轴拉伸试验与直接剪切试验分析壁画地仗层与支撑体接触面的抗拉强度和抗剪强度的...
为探究温度循环对壁画地仗层与支撑体接触面力学性能的影响,对天津明代壁画残块进行成分及配比分析以制作壁画地仗层与支撑体接触面试样,通过温度循环、单轴拉伸试验与直接剪切试验分析壁画地仗层与支撑体接触面的抗拉强度和抗剪强度的变化规律,揭示壁画地仗层与支撑体接触面的力学损伤机理。结果表明:随着温度循环次数的增加,壁画地仗层与支撑体接触面试样损伤逐渐恶化,尤其是接触面处裂隙发育严重;壁画地仗层与支撑体接触面试样的抗拉及抗剪强度随着温度循环逐渐下降,循环30次后抗拉及抗剪强度明显降低;壁画地仗层与支撑体接触面试样强度的损失主要集中于循环的前30次,此后温度对接触面试样的抗剪强度影响逐渐减小。研究成果不仅证实了温度循环是造成壁画内部空鼓和脱落等病害的原因之一,也为壁画保护工作提供一定参考。
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关键词
壁画
力学性能
温度循环
接触面
破坏机理
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职称材料
汉阳陵K21号外藏坑裂隙调查及稳定性研究
被引量:
1
4
作者
秦立科
王琦
+3 位作者
段晓彤
郭斌
庞磊
白延
《水文地质工程地质》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第6期137-146,共10页
汉阳陵博物馆位于陕西省咸阳市,是我国也是全世界首座全封闭地下博物馆,其外藏坑的裂隙病害发育,严重危及坑壁和坑底文物安全,迫切需要保护和加固。以往对露天和半封闭环境下遗址病害及防治研究居多,而对全封闭环境下的研究鲜有报道。...
汉阳陵博物馆位于陕西省咸阳市,是我国也是全世界首座全封闭地下博物馆,其外藏坑的裂隙病害发育,严重危及坑壁和坑底文物安全,迫切需要保护和加固。以往对露天和半封闭环境下遗址病害及防治研究居多,而对全封闭环境下的研究鲜有报道。以汉阳陵K21号外藏坑为研究对象,首先通过现场调查确定裂隙数量和分布特征,在此基础上研究裂隙产生的原因并进行分类,通过数值模拟方法对坑壁稳定性及影响因素进行分析。研究结果表明:K21号外藏坑共53条裂隙,主要分布于南、北侧地表和坑壁,地表纵向裂隙为卸荷裂隙,地表横向裂隙为干缩裂隙,坑壁裂隙主要为构造裂隙;纵向卸荷裂隙是坑壁稳定性降低的主要原因,无论是地震、人为荷载还是裂隙进一步发育都将导致坑壁发生失稳。建议采用锚杆对坑壁进行加固,通过施加预应力对卸荷裂隙进行复位和预紧。该研究对馆藏遗址裂隙病害调查与保护具有重要的指导意义。
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关键词
汉阳陵
外藏坑
卸荷
干缩开裂
稳定性
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职称材料
环境蒸发条件下石质文物毛细水动态分布规律影响研究
5
作者
秦立科
郭瑞琦
+2 位作者
赵皓辰
甄刚
王琦
《岩土力学》
2025年第S1期354-365,共12页
受环境变化影响,自然条件下保存的砂岩表面蒸散速率并不保持恒定,这就导致砂岩内部毛细水在一定范围内产生迁移现象。该现象不仅引起砂岩内部矿物的反复水化膨胀-干燥收缩效应,因毛细迁移现象引起的诸如可溶盐结晶-溶解循环、冻融循环...
受环境变化影响,自然条件下保存的砂岩表面蒸散速率并不保持恒定,这就导致砂岩内部毛细水在一定范围内产生迁移现象。该现象不仅引起砂岩内部矿物的反复水化膨胀-干燥收缩效应,因毛细迁移现象引起的诸如可溶盐结晶-溶解循环、冻融循环、生物风化等都进一步加速了砂岩的劣化进程。为对石质历史建筑进行的抢救性保护工作提供可靠参考,从毛细水迁移机制的角度出发,以湖北恩施“荆南雄镇”石牌坊为研究对象,对其周围微环境进行了长期监测以及相关室内试验研究。采用数值模拟的研究方式,利用Comsol Multiphysics软件,在砂岩部分连续浸泡条件下,将微环境监测数据和岩石风化联系到一个研究框架中。结果发现:(1)从不同时间液体体积分数分布情况的角度来看,在长时间维度下,湿润锋附近的水力梯度平缓,砂岩体积含水率变化最剧烈,在这一高度范围内岩石劣化现象最为明显;(2)砂岩中毛细水总量达到动态平衡后,体积含水率在竖直向上呈现出上低下高,水平向上呈现出中间向两边递减的分布规律,且湿润锋随蒸散速率的变化而上下起伏,所对应区域与实际调研中的风化区域相吻合;(3)通过降低石质结构历史建筑底部压力水头可显著减少水分进入其中,故而可以通过降低石牌坊周围地下水高度的方法,达到降低底部水压头的目的,从而减小因毛细水迁移引起的的劣化效应。
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关键词
砂岩劣化
毛细水迁移
Penmane-Monteith方程
Richards方程
蒸发边界条件
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职称材料
题名
石峁遗址皇城台护墙稳定性计算方法研究
1
作者
秦立科
韦坤
王磊
庞磊
王猛
机构
西安
科技
大学
建筑与土木工程学院
西安科技大学岩土文物与遗迹保护研究所
陕西省文化遗产
研究
院
西北有色勘测工程公司
出处
《文物保护与考古科学》
北大核心
2025年第1期122-132,共11页
基金
国家自然科学基金项目(51174159)资助
陕西省自然科学基础研究计划项目(2017JQ5069)资助。
文摘
皇城台护墙是石峁皇城台的重要组成部分,也是保证皇城台安全的关键,目前护墙灰缝材料风化严重且存在一定外倾变形,急需对其稳定性进行评估。通过理论推导得出了适合皇城台护墙稳定性计算公式,通过室内试验验证了公式的准确性,分析了高宽比、灰缝强度和竖向外荷载对护墙稳定性的影响。研究结果表明:护墙为内部松散的重力式挡墙,存在沿内部灰缝滑移和倾覆两种破坏类型,倾覆破坏时的倾覆角度和墙体高度、灰缝强度等多种因素相关;护墙灰缝强度相同时,在护墙底部稳定性系数最小,最易发生倾覆破坏;护墙稳定性随着高宽比及竖向外荷载增加、灰缝强度减小而降低。研究结果为石峁皇城台护墙的稳定性评估和加固提供科学依据。
关键词
石峁遗址
皇城台
护墙
破坏类型
稳定性分析
Keywords
Shimao site
Huangchengtai
Retaining wall
Type of failure
Stability analysis
分类号
K878 [历史地理—考古学及博物馆学]
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职称材料
题名
基于离散单元法的石峁遗址东门城墙稳定性及加固方法研究
2
作者
秦立科
韦坤
王磊
庞磊
王霁竹
毛迪
李婉茹
陈立杰
机构
西安
科技
大学
建筑与土木工程学院
西安科技大学岩土文物与遗迹保护研究所
陕西省文化遗产
研究
院
西北有色勘测工程公司
出处
《文物保护与考古科学》
北大核心
2024年第4期1-12,共12页
基金
陕西省自然科学基础研究计划项目资助(2017JQ5069)。
文摘
石峁遗址外城东门城墙出现了严重的外倾变形,面临倒塌风险,为对其进行科学保护,进行了城墙稳定性及加固方法的研究。提出风化折减系数表征灰缝的风化程度,利用离散单元法建立城墙模型,并验证其有效性,通过强度折减法研究在风化作用下城墙的变形及稳定性,通过反演分析法确定城墙的风化程度和灰缝的力学参数。研究结果表明:灰缝强度降低是城墙变形失稳的主要原因;在土压力作用下,城墙破坏呈滑移-倾覆模式;城墙目前处于欠稳定状态,风化系数为0.45~0.48,灰缝强度粘聚力和内摩擦角分别为21 kPa和14°。在此基础上,提出了灰缝灌浆和外侧支撑两种加固方法并进行了比选,最终加固取得了良好的效果。研究结果可为石峁城墙的后续的加固保护提供借鉴和参考。
关键词
石峁遗址
城墙
离散元法
强度折减法
稳定性
风化
Keywords
Shimao site
City wall
Discrete element method
Strength reduction method
Stability
Weathering
分类号
K854.1 [历史地理—考古学及博物馆学]
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职称材料
题名
温度循环下壁画地仗层与支撑体接触面力学性能
被引量:
1
3
作者
秦立科
周效丞
孔德翊
甄刚
谭可馨
郭斌
机构
西安
科技
大学
建筑与土木工程学院
西安科技大学岩土文物与遗迹保护研究所
宁夏
文物
保护
中心
陕西省
文物
保护
研究
院
出处
《西安科技大学学报》
北大核心
2025年第1期153-160,共8页
基金
陕西省自然科学基础研究计划项目(2017JQ5069)。
文摘
为探究温度循环对壁画地仗层与支撑体接触面力学性能的影响,对天津明代壁画残块进行成分及配比分析以制作壁画地仗层与支撑体接触面试样,通过温度循环、单轴拉伸试验与直接剪切试验分析壁画地仗层与支撑体接触面的抗拉强度和抗剪强度的变化规律,揭示壁画地仗层与支撑体接触面的力学损伤机理。结果表明:随着温度循环次数的增加,壁画地仗层与支撑体接触面试样损伤逐渐恶化,尤其是接触面处裂隙发育严重;壁画地仗层与支撑体接触面试样的抗拉及抗剪强度随着温度循环逐渐下降,循环30次后抗拉及抗剪强度明显降低;壁画地仗层与支撑体接触面试样强度的损失主要集中于循环的前30次,此后温度对接触面试样的抗剪强度影响逐渐减小。研究成果不仅证实了温度循环是造成壁画内部空鼓和脱落等病害的原因之一,也为壁画保护工作提供一定参考。
关键词
壁画
力学性能
温度循环
接触面
破坏机理
Keywords
mural
mechanical properties
temperature cycle
contact surface
failure mechanism
分类号
TU08 [建筑科学]
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职称材料
题名
汉阳陵K21号外藏坑裂隙调查及稳定性研究
被引量:
1
4
作者
秦立科
王琦
段晓彤
郭斌
庞磊
白延
机构
西安
科技
大学
建筑与土木工程学院
西安科技大学岩土文物与遗迹保护研究所
汉景帝阳陵博物院
西北有色勘测工程公司
出处
《水文地质工程地质》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第6期137-146,共10页
基金
国家自然科学基金项目(42071100)
国家文物局重点科研基地开放课题(ZK2016001)。
文摘
汉阳陵博物馆位于陕西省咸阳市,是我国也是全世界首座全封闭地下博物馆,其外藏坑的裂隙病害发育,严重危及坑壁和坑底文物安全,迫切需要保护和加固。以往对露天和半封闭环境下遗址病害及防治研究居多,而对全封闭环境下的研究鲜有报道。以汉阳陵K21号外藏坑为研究对象,首先通过现场调查确定裂隙数量和分布特征,在此基础上研究裂隙产生的原因并进行分类,通过数值模拟方法对坑壁稳定性及影响因素进行分析。研究结果表明:K21号外藏坑共53条裂隙,主要分布于南、北侧地表和坑壁,地表纵向裂隙为卸荷裂隙,地表横向裂隙为干缩裂隙,坑壁裂隙主要为构造裂隙;纵向卸荷裂隙是坑壁稳定性降低的主要原因,无论是地震、人为荷载还是裂隙进一步发育都将导致坑壁发生失稳。建议采用锚杆对坑壁进行加固,通过施加预应力对卸荷裂隙进行复位和预紧。该研究对馆藏遗址裂隙病害调查与保护具有重要的指导意义。
关键词
汉阳陵
外藏坑
卸荷
干缩开裂
稳定性
Keywords
Hanyang Mausoleum
outer storage pit
unload the load
dry shrinkage cracking
stability
分类号
K854.1 [历史地理—考古学及博物馆学]
K878.8 [历史地理—考古学及博物馆学]
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职称材料
题名
环境蒸发条件下石质文物毛细水动态分布规律影响研究
5
作者
秦立科
郭瑞琦
赵皓辰
甄刚
王琦
机构
西安
科技
大学
建筑与土木工程学院
出处
《岩土力学》
2025年第S1期354-365,共12页
基金
国家自然科学基金项目(No.42071100,No.42271144)
文摘
受环境变化影响,自然条件下保存的砂岩表面蒸散速率并不保持恒定,这就导致砂岩内部毛细水在一定范围内产生迁移现象。该现象不仅引起砂岩内部矿物的反复水化膨胀-干燥收缩效应,因毛细迁移现象引起的诸如可溶盐结晶-溶解循环、冻融循环、生物风化等都进一步加速了砂岩的劣化进程。为对石质历史建筑进行的抢救性保护工作提供可靠参考,从毛细水迁移机制的角度出发,以湖北恩施“荆南雄镇”石牌坊为研究对象,对其周围微环境进行了长期监测以及相关室内试验研究。采用数值模拟的研究方式,利用Comsol Multiphysics软件,在砂岩部分连续浸泡条件下,将微环境监测数据和岩石风化联系到一个研究框架中。结果发现:(1)从不同时间液体体积分数分布情况的角度来看,在长时间维度下,湿润锋附近的水力梯度平缓,砂岩体积含水率变化最剧烈,在这一高度范围内岩石劣化现象最为明显;(2)砂岩中毛细水总量达到动态平衡后,体积含水率在竖直向上呈现出上低下高,水平向上呈现出中间向两边递减的分布规律,且湿润锋随蒸散速率的变化而上下起伏,所对应区域与实际调研中的风化区域相吻合;(3)通过降低石质结构历史建筑底部压力水头可显著减少水分进入其中,故而可以通过降低石牌坊周围地下水高度的方法,达到降低底部水压头的目的,从而减小因毛细水迁移引起的的劣化效应。
关键词
砂岩劣化
毛细水迁移
Penmane-Monteith方程
Richards方程
蒸发边界条件
Keywords
damage of rock
capillary water migration
Penmane-Monteith equation
Richards equation
evaporation boundary condition
分类号
TU411 [建筑科学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
石峁遗址皇城台护墙稳定性计算方法研究
秦立科
韦坤
王磊
庞磊
王猛
《文物保护与考古科学》
北大核心
2025
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职称材料
2
基于离散单元法的石峁遗址东门城墙稳定性及加固方法研究
秦立科
韦坤
王磊
庞磊
王霁竹
毛迪
李婉茹
陈立杰
《文物保护与考古科学》
北大核心
2024
0
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职称材料
3
温度循环下壁画地仗层与支撑体接触面力学性能
秦立科
周效丞
孔德翊
甄刚
谭可馨
郭斌
《西安科技大学学报》
北大核心
2025
1
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职称材料
4
汉阳陵K21号外藏坑裂隙调查及稳定性研究
秦立科
王琦
段晓彤
郭斌
庞磊
白延
《水文地质工程地质》
CAS
CSCD
北大核心
2023
1
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职称材料
5
环境蒸发条件下石质文物毛细水动态分布规律影响研究
秦立科
郭瑞琦
赵皓辰
甄刚
王琦
《岩土力学》
2025
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职称材料
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