高昌故城城墙保护加固研究

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1、高昌故城城墙保护加固研宄内容摘要：城墙遗址是高昌故城的重要组成部分，在整个高昌故城的空间格局中有着不可代替的作用和地位，有重要的历史、科学和艺术价值。由于自然因素和人类活动的破坏，现存城墙普遍存在根部掏蚀凹陷、墙体坍塌、裂缝、风化剥落等病害。2005年，丝绸之路（新疆段）大遗址保护项目启动以来，对尚昌故城的西城墙、南城墙、部分内城墙进行了保护加固。从工程实际效果看，城墙遗址得到了较好的保护，然而尚存不少问题和有待提高的地方。本文利用ANSYS有限元模拟计算软件模拟计算加固前后的应力及位移状态，结合前几期保护加固措施，在对其进行效果评估基础上，对保护措施和施工

2、工艺进行优化，以期对新疆地区的土遗址加固提供参考。关键词：土遗址；加固效果评估;ANSYS模拟计算；保护措施优化中图分类号：K854.3文献标识码：A文章编号：1000-4106(2016)05-0150-08Abstract：CitywallsitesareanimportantpartofancientGaochangfortheirfunctionandpositionintheframeworkofthecity，andfortheirhistorical，scientific，andartisticvalue.Theremainingwallsha

3、vesufferedfromvariouskindsofdeteriorationcausedbynaturalfactorsandhumanactivities,however，includingseriousdamagecausedbybasalsapping，Assuring，andgeneralweathering.Thewesternwall，southernwall，andpartoftheinnercityofGaochanghavebeenprotectedandreinforcedsince2005andtheconservationpro

4、jecthasbeeneffectivetosomeextent，butthereremainsomeproblemsregardingconservationmethodsthatneedimproving.ThispapercalculatesthestressanddisplacementofbothconsolidatedandunconsolidatedwallsusingANSYSnumericalsimulationsoftwareandassessesthereinforcementeffectofpastconservationeffort

5、s，thencarriesoutoptimizationcalculationsforprotectivemethodsandconstructiontechnologies，hopingtoprovidereferenceforthefutureconservationofearthensitesinXinjiang.Keywords：earthensite；assessmentofconsolidationeffect；numericalsimulationofANSYS；optimizationofconservationmethod1引言高昌故城位于

6、新疆维吾尔自治区吐鲁番市区以东30km处的二堡乡古城村，是公元前1世纪至公元14世纪之间丝绸之路东天山南麓的第一大中心城镇，也是丝绸之路现存汉唐城址中唯一保存了三重城郭及原有城墙规模的古代城址。萬昌故城于1961年被国务院公布为第一批全国重点文物保护单位，2014年作为“丝绸之路：长安和天山廊道的路网”的一个遗产地被列入世界文化遗产名录。高昌故城呈不规则正方形，选址在北高南低的台地上，因地制宜，建造了内外相套的外城、内城和宫城三重城墙（图1）。由于自然和人为的因素，古城遗址毁坏的速度逐渐加快，而且还存在着严重的结构稳定性隐患以及各种病害。为保护、传承并利用遗

7、址价值，现有的城墙遗址亟须进行科学保护加固。基于此，本文根据尚昌故城的布局及建造特点，在阐明其现存病害的基础上，利用ANSYS有限元软件模拟计算加固前后遗址体的应力及位移状态，结合已有加固工程，对土坯砌补、裂隙注浆加固、表面防风化及顶面封护等措施的加固效果进行评价，并对加固措施进行优化，以期对新疆境内土遗址的加固提供借鉴。2城墙布局及建造特点作为丝绸之路上重要的军事防御单位，城墙主要由墙体及其附属设施构成。城墙从结构和功能方面划分，可分为墙体、马面、城门（包括瓮城）、角台、雉堞、城壕及城墙附属设施等。外城墙都是夯筑而成，墙体内外面收分基本相同，收分约为4:1

8、，与北宋《营造法式》规制基本相一致。内城墙在外城正中