开封城墙早在1996年就被列为第四批全国重点文物保护单位,历史上多次遭遇洪水灾害,现存城墙为清代所建。为了加强开封城墙的保护管理,开封市政府曾多次组织开展修复工程。但是,随着时间的推移,开封城墙还是出现了剥落、开裂、局部坍塌等破坏情况,影响了城墙的整体美观,同时造成了安全隐患。本文以开封城墙大梁门北段为研究对象,进行毛细水对开封城墙破坏的研究。主要内容如下:(1)探索开封城墙材料的基本性能。查阅国内外现有文献,结合现场取样试验,了解城墙砖、城墙土的材料类型和各项数据。测试开封城墙砖、土含水率,弹性模量等物理性能,为城墙砖、土的破坏试验和数值模拟提供数据支撑。(2)试验探索毛细水对城墙土的破坏作用。以城墙土为研究对象,毛细水侵入城墙土体后,城墙土由于自身材料的劣化产生不均匀沉降、鼓胀等变形,并反映到外包砖上,最终将对城墙外包砖的完整性产生一定的影响。通过现场对城墙土破坏形态的考察,设计冻融循环试验、抗剪试验等,研究毛细水对开封城墙的破坏作用。(3)试验研究毛细水对城墙砖的破坏作用。开封地下水位较高,且水质较差,含有大量可溶盐等杂质,使得城墙砖极易出现泛碱等病害,影响城墙外观及强度。通过调查开封水质,配置不同浓度溶液,针对城墙砖进行毛细水侵入试验、无侧限抗压试验、扫描电镜试验等,研究水中矿物侵蚀对城墙砖抗压强度等性能的影响。(4)数值模拟毛细水对城墙砖-土的破坏。结合国内外古城墙结构研究形式,基于ABAQUS有限元分析软件,建立城墙砖-土结合模型,通过改变材料的模量、内摩擦角、粘聚力等参数,分析影响开封城墙稳定性的主要因素,研究城墙砖、土的劣化最终对墙体的影响形式。提出开封城墙对毛细水病害的主要应对措施。