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城市更新中历史木构建筑整体平移轨道 - 基础界面蠕变滑移控制研究

来源:国家规划重点课题数据中心 发布时间:2024-05-29 浏览次数:

一、选题背景与意义

选题背景

在城市更新的进程中,历史木构建筑的保护成为了一个重要的议题。历史木构建筑不仅是城市历史文化的重要载体,更是人类文明的珍贵遗产。然而,由于城市规划和建设的需要,一些历史木构建筑需要进行整体平移。在整体平移过程中,轨道 - 基础界面的蠕变滑移问题是影响平移安全和建筑稳定性的关键因素。木构建筑自身的结构特点以及轨道 - 基础界面的力学特性,使得蠕变滑移现象较为复杂,可能导致建筑结构受损、平移路径偏差等问题。

选题意义

本研究旨在深入探讨城市更新中历史木构建筑整体平移轨道 - 基础界面蠕变滑移控制方法,具有重要的理论和实践意义。在理论方面,通过对轨道 - 基础界面蠕变滑移机理的研究,丰富和完善历史木构建筑保护工程领域的理论体系。在实践方面,为历史木构建筑整体平移工程提供科学的指导和有效的控制措施,确保平移过程中建筑的安全和稳定,最大程度减少对历史木构建筑的损害,保护城市的历史文化遗产。

二、研究目标与内容

研究目标

本研究的主要目标是揭示城市更新中历史木构建筑整体平移轨道 - 基础界面蠕变滑移的机理,建立有效的蠕变滑移控制方法,确保历史木构建筑在整体平移过程中的安全和稳定。具体目标包括:

1. 深入分析轨道 - 基础界面的力学特性和蠕变滑移现象。

2. 建立轨道 - 基础界面蠕变滑移的理论模型。

3. 提出适用于历史木构建筑整体平移的轨道 - 基础界面蠕变滑移控制措施。

4. 通过模拟试验和实际工程验证控制措施的有效性。

研究内容

1. 轨道 - 基础界面力学特性分析 研究轨道和基础材料的力学性能,分析轨道 - 基础界面的接触应力分布、摩擦力特性以及在不同工况下的力学响应。

2. 蠕变滑移现象观测与分析 通过现场监测和实验室模拟试验,观测历史木构建筑整体平移过程中轨道 - 基础界面的蠕变滑移现象,分析其产生的原因和影响因素。

3. 蠕变滑移理论模型建立 基于力学原理和试验数据,建立轨道 - 基础界面蠕变滑移的理论模型,描述蠕变滑移的发展过程和规律。

4. 蠕变滑移控制措施研究 根据理论模型和实际工程需求,提出轨道 - 基础界面蠕变滑移的控制措施,如轨道材料选择、基础处理方法、界面减摩措施等。

5. 模拟试验与实际工程验证 通过模拟试验和实际工程案例,验证所提出的蠕变滑移控制措施的有效性和可靠性。

三、研究方法与技术路线

研究方法

1. 文献研究法 查阅国内外相关文献,了解历史木构建筑保护、结构平移技术以及轨道 - 基础界面力学等领域的研究现状和发展趋势,为研究提供理论基础。

2. 试验研究法 开展实验室模拟试验和现场监测,获取轨道 - 基础界面的力学性能数据和蠕变滑移现象信息,为理论模型的建立和控制措施的验证提供依据。

3. 理论分析法 运用力学原理和数学方法,对轨道 - 基础界面的力学特性和蠕变滑移现象进行理论分析,建立理论模型。

4. 数值模拟法 利用有限元软件等数值模拟工具,对历史木构建筑整体平移过程进行数值模拟,分析轨道 - 基础界面的力学响应和蠕变滑移情况,优化控制措施。

技术路线

1. 资料收集与分析 收集历史木构建筑整体平移工程案例、轨道和基础材料的力学性能数据以及相关研究文献,进行整理和分析。

2. 试验设计与实施 设计实验室模拟试验和现场监测方案,开展试验研究,获取轨道 - 基础界面的力学性能数据和蠕变滑移现象信息。

3. 理论模型建立 基于试验数据和力学原理,建立轨道 - 基础界面蠕变滑移的理论模型。

4. 控制措施研究 根据理论模型和实际工程需求,提出轨道 - 基础界面蠕变滑移的控制措施。

5. 数值模拟与优化 利用有限元软件等数值模拟工具,对控制措施进行数值模拟,优化控制方案。

6. 模拟试验与实际工程验证 通过模拟试验和实际工程案例,验证控制措施的有效性和可靠性。

7. 成果总结与推广 总结研究成果,撰写研究报告和学术论文,将研究成果推广应用于实际工程中。

四、研究预期成果

1. 建立轨道 - 基础界面蠕变滑移的理论模型,揭示其力学机理和发展规律。

2. 提出一套适用于历史木构建筑整体平移的轨道 - 基础界面蠕变滑移控制措施,包括轨道材料选择、基础处理方法、界面减摩措施等。

3. 撰写研究报告和学术论文,在相关学术期刊上发表,为历史木构建筑保护工程领域提供理论和实践参考。

4. 通过实际工程案例验证研究成果的有效性和可靠性,为历史木构建筑整体平移工程提供技术支持。

五、研究进度安排

第一阶段

1. 完成相关文献的收集和整理,了解研究现状和发展趋势。

2. 确定研究方案和技术路线,制定详细的研究计划。

第二阶段

1. 开展实验室模拟试验和现场监测,获取轨道 - 基础界面的力学性能数据和蠕变滑移现象信息。

2. 对试验数据进行分析和处理,初步建立轨道 - 基础界面蠕变滑移的理论模型。

第三阶段

1. 对理论模型进行优化和完善,提出轨道 - 基础界面蠕变滑移的控制措施。

2. 利用有限元软件等数值模拟工具,对控制措施进行数值模拟,优化控制方案。

第四阶段

1. 通过模拟试验和实际工程案例,验证控制措施的有效性和可靠性。

2. 总结研究成果,撰写研究报告和学术论文。

第五阶段

1. 对研究成果进行进一步的完善和推广,将研究成果应用于实际工程中。

2. 对研究工作进行全面总结,准备课题验收。

六、研究的可行性分析

理论基础可行

本研究涉及的历史木构建筑保护、结构平移技术以及轨道 - 基础界面力学等领域已经有了较为丰富的研究成果,为研究提供了坚实的理论基础。同时,研究人员具备相关的理论知识和研究经验,能够运用力学原理和数学方法对轨道 - 基础界面的力学特性和蠕变滑移现象进行深入分析。

试验条件可行

本研究需要开展实验室模拟试验和现场监测,研究人员所在单位拥有先进的试验设备和监测仪器,能够满足试验研究的需求。同时,与相关科研机构和工程单位建立了良好的合作关系,能够获取实际工程案例进行现场监测和验证。

技术方法可行

本研究采用的文献研究法、试验研究法、理论分析法和数值模拟法等研究方法都是科学研究中常用的方法,具有较高的可行性和可靠性。具备运用这些方法进行研究的能力和经验,能够确保研究工作的顺利开展。

人员配备可行

研究人员具有丰富研究经验的教授、副教授和研究生组成,涵盖了历史木构建筑保护、结构工程、岩土工程等多个领域的专业人才,能够为研究工作提供有力的人员保障。

七、研究的创新点

1. 研究视角创新 本研究从轨道 - 基础界面的角度出发,深入探讨历史木构建筑整体平移过程中的蠕变滑移问题,为历史木构建筑保护工程提供了新的研究视角。

2. 理论模型创新 建立了轨道 - 基础界面蠕变滑移的理论模型,综合考虑了轨道和基础材料的力学性能、接触应力分布、摩擦力特性等因素,能够更准确地描述蠕变滑移的发展过程和规律。

3. 控制措施创新 提出了一套适用于历史木构建筑整体平移的轨道 - 基础界面蠕变滑移控制措施,结合了轨道材料选择、基础处理方法、界面减摩措施等多种手段,具有较强的针对性和实用性。

结语

本课题围绕城市更新中历史木构建筑整体平移工程的关键技术难题开展研究,研究成果将为历史建筑保护性迁移提供重要的技术支撑。通过深入探究轨道-基础界面在长期荷载作用下的蠕变滑移机理,建立考虑木材时变特性的界面力学模型,开发基于智能监测的动态调控系统,实现平移过程中建筑沉降控制在毫米级、偏转角不超过千分之一的技术目标。研究将突破传统平移技术的经验性局限,形成科学系统的界面滑移控制方法,解决木构建筑平移过程中的结构安全和变形控制难题。研究成果可应用于城市更新中的历史建筑保护工程,预计可使平移施工效率提高30%,工程成本降低20%,同时最大限度保留建筑的历史风貌和结构完整性。本研究的开展不仅具有重要的工程实践价值,还将丰富历史建筑保护技术理论体系,为城市文化遗产的科学保护和合理利用提供创新解决方案,对促进城市高质量发展和文化传承具有重要意义。