Сохранение каменных памятников в Ангкоре, Камбоджа

Проект заказчика

Чешская научная экспедиция в Ангкор
Директор проекта:
Dr. Karel Kranda
Академия наук Чешской республики
Институт ядерной физики
neutron.ujf.cas.cz

Руководитель исследований
Doc. Ing. Jan Pašek, Ph.D.
Строительный факультет Чешского технического университета
Кафедра строительных конструкций
kps.fsv.cvut.cz

Исследовательская группа
Ing. Jiří Svoboda
Ing. Hansley Pravin Gaya
Otakar Veverka

Каменные памятники в археологическом парке Ангкор, который включен в перечень объектов всемирного наследия ЮНЕСКО, в настоящее время в значительной степени обветшали и их состояние стремительно ухудшается. Поэтому специалисты со всего мира активно исследуют причины неудовлетворительного состояния этих выдающихся памятников и пытаются найти оптимальное решение для их восстановления.

В этой работе принимает участие и группа чешских специалистов с пятилетним исследовательским проектом «Тепловизионный и структурный анализ памятников из песчаника в Ангкоре".

Основная цель проекта представляет собой анализ нагружения каменных конструкций из-за изменений температуры окружающей среды и его влияния на статическую прочность памятников. Помимо исследований непосредственно в Ангкоре, часть проекта также составляют численное моделирование поведения каменных конструкций, нагруженных внешними воздействиями, сосредоточенное на влиянии изменений температуры.  

Для создания численных моделей и статического расчета была использована программа инженерных расчетов RFEM фирмы Dlubal Software, предназначенная для расчета и анализа по методу конечных элементов.

Конструкция

Каменные памятники Ангкора, построенные между 8-м и 14-м веком, в настоящее время в основном представляют собой руины на различных стадиях разрушения. 

Большинство памятников было построено из каменных блоков, собранных без какого-либо связующего материала, иногда использовались огнеупорные кирпичи. В храмах, сохранившихся до сих пор, происходит непрерывное развитие разрушений, главным образом, распад каменной кладки, вызванный сочетанием нескольких различных факторов. Кроме ненадлежащей строительной техники, с точки зрения сегодняшних познаний, одной из основных причин ухудшения являются сложные климатические условия.

Расчет конструкций

Мониторинг деформаций и изменений температур отдельных храмов показал, что разница между максимальной и минимальной температурой на интенсивно изолированных внешних поверхностях превышает 60°С в течение годового цикла. Существуют большие температурные различия ночью и днем, а температура на внутренней поверхности часто порядка 40°C ниже, чем на внешней. 

Это способствует неравномерной нагрузке и большим расширительным движениям внутри каменных конструкций; в сочетании с другими факторами, происходит постепенное расширение стыков между блоков, отдельные камни выпадают из структуры и целые части храма распадаются и рушатся.

Численное моделирование статического поведения памятников было выполнено в программе расчета по МКЭ RFEM, которая позволяет достичь высокого уровня соответствия между свойствами численных моделей и реальных конструкций каменных храмов. Цель анализа -  спрогнозировать дальнейшее развитие технического состояния на основе результатов моделирования. Среди прочего, полученные результаты могут также служить для разработки проекта, предлагающего оптимальные процедуры по сохранению, для стабилизации и спасения этих редких памятников. 

В ходе исследования были созданы и протестированы в программе RFEM 3D модели отдельных типовых сегментов каменных конструкций - одной стены, тетрагональной пирамиды, крытой колонной галереи и башен различных форм. Численные модели были сформированы твердыми телами - объемными элементами, представляющими отдельные каменные блоки. Взаимодействие блоков моделировалась с помощью контактных элементов, что позволяет устранить эффекты растяжения, перпендикулярные к соединению, и учитывать различную интенсивность трения между блоками.

Множество имитаций было обработано для загрузки упомянутых моделей по температуре, с учетом характерного природного основания конструкций и различных типов соединений каменных блоков. Результаты численного анализа показывают значительное соответствие с поведением каменных конструкций (деформаций, разрушения и т.д.). Стадия исследования, выполненная на настоящий момент, доказала, что температурные нагрузки храмов Ангкора достигают значительных величин и оказывают существенное влияние на их техническое состояние, постоянно ухудшающееся.

На следующих этапах исследования, шаги, выполняемые до сих пор, будут продолжены таким образом, чтобы влияние изменений температуры на поведение каменных памятников в Ангкоре могло быть определено точнее, и могли быть предложены оптимальные процедуры по сохранению памятников для будущих поколений.

Программы, примененные для расчета конструкций

Контакты

Свяжитесь с Dlubal

У вас есть какие-либо вопросы или необходим совет?
Свяжитесь с нами или ознакомьтесь с различными предлагаемыми решениями и полезными советами на странице часто задаваемых вопросов.

+49 9673 9203 0

info@dlubal.com

Новостная рассылка

Получайте наши новости, полезные советы, информацию о планируемых мероприятиях, специальные предложения и ваучеры, не реже одного раза в месяц.