新郑门土遗址关键部位力学性能研究

发布时间：2020-06-18 05:55

【摘要】：新郑门土遗址地处河南省开封市,宋城广场南侧的南郑门村。就目前勘察探测发现,遗留下来的涵盖有宋代城门遗迹与清代修葺的院落等文物。新郑门是北宋时期用来消除外来敌人入侵隐患的位于外城西墙墙体南段的一扇城门。该城门遗址为长方形,南北方向约160米长,东西方向约100米宽,为瓮门以及城门组合而成。考古发掘证明,仅在此处就涵盖了3座国都、2个省城及1个中原要塞重镇的遗迹:在地下3米深左右建有清开封城,5米至6米处是明开封城,约6米处有金汴京城,约8米处为北宋东京城,距地面10米左右为唐汴州城,10多米处又有魏国都城大梁城。该遗址的规模以及城摞城的层次之罕见,都被考古学家判定为是中华上下五千年的历史中独一无二的,是中华文明的瑰宝。目前,土遗址类保护研究多集中于既有地面遗址的劣化机理和保护方法研究,对地下遗址开挖及开挖后土遗址的土力学性能的研究,还是空白,且开挖的土遗址的含水率变化较大,对遗址的物理和力学性能影响较大,隐患较多。倘若不对其进行保护,土遗址表面就有极大可能出现干缩开裂、错落、倾倒、滑塌等形式的破坏。因此,对新郑门土遗址进行保护是刻不容缓的。本学位论文主要研究内容包括:(1)针对新郑门土遗址关键部位土体的力学特性,从遗址土发生破坏的内在机制为出发点,理清了新郑门土遗址所在区域的气候、地层岩性、水文、环境等工程特性及岩土工程条件。(2)为满足试验要求,对现有实验仪器进行了改装,测定了遗址土基本物理性质参数、单轴抗拉强度、及土体在50、100、150、200kPa围压下的三轴抗拉强度。对试验结果及数据进行处理分析后,用MATLAB分别拟合出粘聚力与含水率及内摩擦角与含水率的关系曲线,并引入到土的摩尔库伦模型中,为该类土的研究奠定了基础。(3)利用大型数值模拟有限元分析软件ABAQUS,分别建立了新郑门土遗址中关键柱子与危险边坡的模型,进而计算出了危险边坡在不同的工况下的安全系数,并与传统极限平衡法中杨布法所计算出的边坡稳定安全系数进行了对比,确定了边坡在不同条件下的稳定性。(4)利用ABAQUS中的温度应力模拟了柱子表面所发生的土体干缩开裂的现象,由模拟结果所得应力大小与试验测得土体的单轴抗拉强度进行对比分析,揭示了柱子发生干缩开裂现象的内在力学机制。研究结果均可帮助我们判断出遗址土的力学演变趋势,为土遗址的开挖和保护奠定了基础。
【学位授予单位】：河南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU43
【图文】：

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被正式更名为“顺天”门，是宋代东京城外城墙上抵御为该门的正西方向即为省会郑州并正对内城“正门”，城占地面积约为 53.2 平方公里，城墙外围一圈约有 29正门。天门）位于东京城外城西墙偏南处，出新郑门（顺天门北宋时期皇家园林之一，是皇帝在每年春季殿试后招待——北宋时期皇家园林之一，是每年举行金明争标的固义宋陵祭祀的必行通道。从形制上来看，新郑门（顺天-2 所示。在以往的历史朝代诸如秦、汉、隋、唐等都城制中，无一以瓮城形式来创建城池的先例。北宋东京城来建造一座城池的先河，因东京城作为都城的特殊地位得到了许多地方城池的纷纷效仿，进而使瓮城借此机会，截至清明时节，瓮城便成为了绝大多数地区修建城门

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图 1-2 新郑门（顺天门）遗址布方平面图处黄河扇形冲击平原的扇柄部位，东至黄海海域 500 公里左右，公里左右。开封古不近黄河，亦无悬河之忧，但自金起，黄河不河迁徙的起点，从此水患不断，在明中期黄河甚至一度穿开封南明末清初才基本稳定下来，直至今天，仍位于开封城北 10 公里给开封留下了深深的印记，让开封成为典型的黄泛区，其地层堆藏等均具有非常强烈的地域性和独特性。在这些堆积层中，因风可见的边坡样的堆积纹理，分层且有零星灰色杂质附着于层间；征是沙、泥上下叠压，平层堆积，包含有木炭、腐朽有机物等。察新郑门土遗址里现存的院落、房屋、灶址、生活设施以及各种区居民的生活方式、人口数量、人群关系、社会财富、经济形态有极高的学术价值。然而由于土体抗拉强度低的特性，在土遗址体孔隙水的蒸发，出现了遗址土表面干缩开裂的现象，如图 1-

【参考文献】