考虑接触非线性的西安明城墙稳定分析

西安明城墙是由内芯土和外包墙组成的人工黄土边坡。强度折减有限元法是分析土坡稳定性、确定土坡最小安全系数的有效方法，但应用该方法计算城墙的安全系数时，却难以处理外包墙上的潜在破坏面对城墙稳定性的影响。根据外包墙破坏的实际情况，假设了不同形式和位置的潜在破坏面来模拟外包墙的破坏形态，通过考虑软化性能的界面本构方程，应用强度折减有限元法确定了外包墙的最危险破坏形态，并基于此破坏形态研究了影响城墙稳定性的主要因素，可为古城墙的稳定性评估和保护修缮提供依据。分析表明，城墙内芯土潜在滑动弧可简化为一条直线，其顶点位于坡肩内约3m处；城墙沿该滑动弧的安全系数满足稳定性要求；外包墙的破坏形态和砂浆强度、外包墙与内芯土之间的摩擦系数是影响城墙变形破坏的主要因素。