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嘉峪关长城夯土墙体保护研究成果

时间:2023-10-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:对嘉峪关长城野麻湾二段第一自然段其中一条有代表性裂缝进行监测,数据采样间隔10分钟/次。

嘉峪关长城夯土墙体保护研究成果

1.监测目的

嘉峪关长城存在大量裂缝,由于裂隙的存在,可能存在结构稳定性问题,为了配合嘉峪关长城保护项目,了解裂缝现状和掌握其发展情况,对其进行裂缝变化的监测。嘉峪关长城裂缝监测点选择有代表性的裂缝进行布置,当原有裂缝增大或出现新裂缝时,应及时增设监测点。对需要观测的裂缝,每条裂缝的监测点设1组,具体按现场情况而确定,设置在裂缝的最宽或裂缝末端。

2.监测仪器

采用基康4420-25型裂缝计,直接量取方法量取裂缝的宽度变化、观察其走向及发展趋势。基康4420-25型裂缝计技术指标见下表,传感器检测报告见附件:

表格1 基康4420-25型裂缝计技术指标

采用基康4420-25型裂缝计,监测数据原始值为阻值和模值,温度值和位移值由计算得来。

3.野麻湾五段第一自然段监测结果

2015年7月17日至2015年8月7日,在嘉峪关长城野麻湾五段第一自然段架设裂缝计(见图1、2),监测设备编号114061。对嘉峪关长城野麻湾五段第一自然段其中一条有代表性裂缝进行监测,数据采样间隔10分钟/次。监测数据见附表1。

图1 嘉峪关长城野麻湾五段第一自然段架设裂缝计安装照片

图2 嘉峪关长城野麻湾五段第一自然段架设裂缝计安装位置图

嘉峪关长城野麻湾五段第一自然段自监测开始至结束,设备初始位移为7.29mm,监测数据在7.28mm~7.29mm波动(表2),位移量很小,最大日较差0.03mm,最小日较差0.002mm,标准偏差0.004mm,由此可见嘉峪关长城野麻湾五段第一自然段该裂隙位移量在±0.004mm波动,结构稳定。

监测期间,该段长城最高温度52.15℃,最低温度13.67℃。最大温度日较差34.62℃,最小日较差19.45℃,温度波动大。较大的温差会影响长城的保存。

从图3可以看出,位移波动会随着温度波动而发生周期性变化,白天受到太阳照射,温度升高,位移加大,夜晚温度降低,位移减小;白天位移波动尤为明显,因此,温度会促进位移的发育,但是过程缓慢,是长期的过程。

表2 嘉峪关长城野麻湾五段第一自然段监测数据统计表

图3 嘉峪关长城野麻湾五段第一自然段温度、位移变化趋势图

4.野麻湾二段第一自然段监测结果

2015年8月8日至2015年8月26日,在嘉峪关长城野麻湾二段第一自然段架设裂缝计(见图4、5),监测设备编号114061。对嘉峪关长城野麻湾二段第一自然段其中一条有代表性裂缝进行监测,数据采样间隔10分钟/次。监测数据见附表2。

图4 嘉峪关长城野麻湾二段第一自然段架设裂缝计安装照片

图5 嘉峪关长城野麻湾二段第一自然段架设裂缝计安装位置图

图6 嘉峪关长城野麻湾二段第一自然段温度、位移变化图

由图6可知,在整个野麻湾二段第一自然段监测过程中,监测数据有2次异常波动(8月10日9点02分和8月23日10点53分),可能是有人动过监测设备,导致监测数据出现瞬间异常,干扰过后数据恢复正常。

排除干扰一次干扰前和二干扰后的数据,嘉峪关长城长城二段第一自然段自监测开始至结束,设备初始位移为8.67mm,监测数据在8.66mm~8.68mm波动(表3),位移量很小,最大日较差0.018mm,最小日较差0.008mm,标准偏差0.005mm,由此可见嘉峪关长城二段第一自然段该裂隙位移量在±0.005mm波动,结构稳定。

排除干扰一次干扰前和二干扰后的数据,该段长城最高温度51.08℃,最低温度7.77℃。最大温度日较差38.08℃,最小日较差9.06℃,温度波动大。较大的温差会影响长城的保存。

从图7可以看出,位移波动会随着温度波动而发生反向周期性变化,白天受到太阳照射,温度升高,位移减小,夜晚温度降低,位移增大;白天位移波动尤为明显,温度变化越快,波动越剧烈。因此,温度波动会促进位移的发育,但是过程缓慢,是长期的过程。

表3 嘉峪关长城野麻湾二段第一自然段监测数据统计表

注:表中标色部分为监测过程中受到一次干扰前和二次干扰后的数据

图7 嘉峪关长城野麻湾二段第一自然段温度、位移变化图

5.野麻湾支线长城监测结果

2015年8月27日至2015年9月1日,在嘉峪关野麻湾支线长城架设裂缝计(见图8),监测设备编号114061。对嘉峪关野麻湾长城支线长城其中一条裂缝进行监测,数据采样间隔10分钟/次。监测数据见附表3。

图8 嘉峪关野麻湾支线长城架设裂缝计安装位置图

嘉峪关野麻湾支线长城自监测开始至结束,设备初始位移为8.67mm,监测数据在8.64mm~8.63mm波动(表4),位移量很小,最大日较差0.011mm,最小日较差0.008mm,标准偏差0.002mm,由此可见嘉峪关长城野麻湾支线长城然该裂隙位移量在±0.002mm波动,结构稳定。

该段长城最高温度49.12℃,最低温度12.34℃。最大温度日较差34.35℃,最小日较差27.57℃,(9月1日数据不足一天,不在统计之列)。温度波动大。较大的温差会影响长城的保存。

从图9可以看出,位移波动会随着温度波动而发生反向周期性变化,白天受到太阳照射,温度升高,位移减小,夜晚温度降低,位移增大;白天位移波动尤为明显,温度变化越快,波动越剧烈。因此,温度波动会促进位移的发育,但是过程缓慢,是长期的过程。

表格4 嘉峪关野麻湾支线长城监测数据统计表

图9 嘉峪关野麻湾支线长城温度、位移变化图(www.xing528.com)

6.野麻湾四段第一自然段监测结果

2015年5月6日至2015年7月18日,在嘉峪关野麻湾四段第一自然段架设裂缝计(见图10、11),监测设备编号114062。对嘉峪关长城野麻湾四段第一自然段其中一条裂缝进行监测,数据采样间隔10分钟/次。监测数据见附表4。

图10 嘉峪关野麻湾四段第一自然段架设裂缝计安装照片

图11 嘉峪关野麻湾四段第一自然段架设裂缝计安装位置图

嘉峪关野麻湾四段第一自然段自监测开始至结束,设备初始位移为7.25mm,监测数据在7.24mm~7.28mm波动(表5),位移量很小,最大日较差0.051mm,最小日较差0.007mm,标准偏差0.013mm,由此可见嘉峪关长城野麻湾四段第一自然段该裂隙位移量在±0.013mm波动,结构稳定。

该段长城最高温度49.12℃,最低温度12.34℃。最大温度日较差23.65℃,最小日较差4℃,温度波动大。较大的温差会影响长城的保存。

从图12可以看出,位移波动会随着温度波动而发生反向周期性变化,白天受到太阳照射,温度升高,位移减小,夜晚温度降低,位移增大;白天位移波动尤为明显,温度变化越快,波动越剧烈。温度的日较差也和裂隙有直接关系,日较差小,裂隙波动小,日较差大,裂隙波动大。因此,温度波动会促进位移的发育,但是过程缓慢,是长期的过程。

表5 嘉峪野麻湾四段第一自然段长城监测数据统计表

续表

续表

图12 嘉峪关野麻湾四段第一自然段温度、位移变化图

7.野麻湾三段第一自然段监测结果

2015年7月19日至2015年8月17日,在嘉峪关野麻湾三段第一自然段架设裂缝计(见图13、14),监测设备编号114062。对嘉峪关长城野麻湾三段第一自然段其中一条裂缝进行监测,数据采样间隔10分钟/次。监测数据见附表5。

图13 嘉峪关野麻湾三段第一自然段架设裂缝计安装照片

图14 嘉峪关野麻湾三段第一自然段架设裂缝计安装位置图

嘉峪关野麻湾三段第一自然段自监测开始至结束,设备初始位移为10.90mm,监测数据在10.90mm~10.78mm波动(表5),位移量很小,最大日较差0.037mm,最小日较差0.011mm,标准偏差0.022mm,由此可见嘉峪关长城野麻湾三段第一自然段该裂隙位移量在±0.022mm波动,结构稳定。

该段长城最高温度46.36℃,最低温度8.36℃。最大温度日较差29.40℃,最小日较差7.75℃,温度波动大。较大的温差会影响长城的保存。

从图15可以看出,位移波动会随着温度波动而发生反向周期性变化,白天受到太阳照射,温度升高,位移减小,夜晚温度降低,位移增大;白天位移波动尤为明显,温度变化越快,波动越剧烈。温度的日较差也和裂隙有直接关系,日较差小,裂隙波动小,日较差大,裂隙波动大。因此,温度波动会促进位移的发育,但是过程缓慢,是长期的过程。

表6 嘉峪野麻湾三段第一自然段长城监测数据统计表

续表

图15 嘉峪关野麻湾三段第一自然段温度、位移变化图

8.野麻湾一段第三自然段监测结果

2015年7月19日至2015年8月17日,在嘉峪关野麻湾一段第三自然段架设裂缝计(见图16、17),监测设备编号114062。对嘉峪关长城野麻湾一段第三自然段其中一条裂缝进行监测,数据采样间隔10分钟/次。监测数据见附表5。

图16 嘉峪关野麻湾一段第三自然段架设裂缝计安装照片

图17 嘉峪关野麻湾一段第三自然段架设裂缝计安装位置图

嘉峪关野麻湾一段第三自然段自监测开始至结束,设备初始位移为13.38mm,监测数据在13.42mm~10.34mm波动(表5),位移量很小,最大日较差0.060mm,最小日较差0.011mm,标准偏差0.018mm,由此可见嘉峪关长城野麻湾一段第三自然段该裂隙位移量在±0.018mm波动,结构稳定。

该段长城最高温度41.27℃,最低温度6.65℃。最大温度日较差32.22℃,最小日较差4.92℃,温度波动大。较大的温差会影响长城的保存。

从图18可以看出,位移波动会随着温度波动而发生反向周期性变化,白天受到太阳照射,温度升高,位移减小,夜晚温度降低,位移增大;白天位移波动尤为明显,温度变化越快,波动越剧烈。因此,温度波动会促进位移的发育,但是过程缓慢,是长期的过程。

表7 嘉峪野麻湾一段第三自然段长城监测数据统计表

续表

图18 嘉峪关野麻湾一段第三自然段温度、位移变化图

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