传统改性土工程性能试验研究及在城墙修复中的应用

以某明城墙后期修复段的坍塌事故为背景,分析了该城墙坍塌的原因.基于室内试验和城墙缩尺模型试验,研究了传统改性土及素土的非饱和特性、强度软化特性及不同土类夯筑城墙的抗渗性、抗剥蚀性、抗裂性等工程性能;采用非饱和渗流原理和边坡稳定性分析方法探索了不同改性土夯筑城墙的降雨入渗规律及整体稳定性,最终针对6类传统改性土在城墙修复中的适宜性进行了对比分析.结果表明:相对于素土,三七灰土和糯米灰膏改性土具有较良好的抗渗、抗剥蚀和抗裂等综合工程性能;不同降雨工况下,素土夯筑城墙的入渗深度及增湿影响程度最大,入渗最深达2.9 m,三七灰土整体的入渗深度最小,约为1.0 m,其次为三合土,采用三七灰土或糯米灰膏改性土修复后城墙的整体稳定性相对较高;降雨积水入渗是导致修复段城墙坍塌失稳的外因,新修筑夯土的用料不当及排水系统失效是导致墙体失稳的内因;适当采用改性夯土进行古城墙修复并避免墙体顶部出现积水,将有利于提高修复后城墙的整体稳定性.