FAILURE PATTERN STUDY AND STABILITY ANALYSIS OF PILE FOUNDATION IN KARST AREA

在室内模型试验的基础上,采用有限差分法对桩基荷载作用下岩溶地基的稳定性进行数值模拟分析,得出溶洞周围岩体在桩基荷载作用下内部应力、应变的变化过程及破坏面的形状和位置等,提出判断岩溶区桩基稳定性的有效判据。归纳总结岩溶区桩基及其下伏溶洞的破坏机理和破坏模式,主要包括桩基破坏和溶洞围岩破坏。破坏模式主要受溶洞大小、荷载作用位置以及溶洞顶板厚度等因素影响,其中溶洞顶板厚度为主要影响因素。     

岩溶区桩基破坏模式研究及稳定性分析

在室内模型试验的基础上,采用有限差分法对桩基荷载作用下岩溶地基的稳定性进行数值模拟分析,得出溶洞周围岩体在桩基荷载作用下内部应力、应变的变化过程及破坏面的形状和位置等,提出判断岩溶区桩基稳定性的有效判据。归纳总结岩溶区桩基及其下伏溶洞的破坏机理和破坏模式,主要包括桩基破坏和溶洞围岩破坏。破坏模式主要受溶洞大小、荷载作用位置以及溶洞顶板厚度等因素影响,其中溶洞顶板厚度为主要影响因素。     

隐伏溶洞对隧道开挖稳定性影响研究

研究隐伏溶洞对隧道开挖稳定性的影响,对于提高隧道工程的安全性和可行性具有重要意义。以呼北高速金岩隧道为工程背景,采用Midas GTS NX软件建立隧道三维有限元模型,研究了不同溶洞位置、不同溶洞大小和不同溶洞与隧道间距下隧道围岩塑性区发展以及隧道衬砌结构变形受力规律。研究结果表明：位于隧道侧面的溶洞对隧道开挖稳定性影响最为明显,围岩塑性区分布最广,其次为位于隧道底部的溶洞,最后为位于隧道顶部的溶洞;溶洞与隧道间距越小,对隧道开挖稳定性影响越大,当距离足够近时塑性区的发展会贯通隧道与溶洞之间的中岩柱;地表V形影响区随着溶洞直径的增大而增加,也随着溶洞与隧道间距的增大而增加;中岩柱的破坏是由隧道侧面的围岩和溶洞侧面岩体同时向中间产生塑性发展而产生的。相关结论可为岩溶发育区山岭隧道安全施工提供参考。     

岩溶区桩基稳定性影响参数敏感性分析

由于影响岩溶区桩基稳定性的因素很多,不同的参数分布等条件都会对岩溶区的稳定性产生重要的影响,以大连经济技术开发区海上体育休闲广场为依托,选取了岩溶区典型的力学模型来分析不同影响参数对岩溶区桩基工程稳定性的影响。首先采用量纲分析的方法从众多影响因素中提取关键无量纲量,通过对关键无量纲量的改变,使用数值模拟的方法提取适当判别溶洞稳定性指标的变化规律,从而得出各关键参数对溶洞稳定性的影响程度。运用灰关联分析方法对影响岩溶区稳定性的各因素进行敏感性分析,得到各影响因素的关联次序,从而确定各影响因素的主次关系,为岩溶区稳定性评价和岩溶区桩基工程的勘察、设计及施工提供可靠的理论依据。     

溶洞顶板安全厚度估算

岩溶区地基顶板安全厚度的合理确定是岩溶区地基处理的基本依据,通过对岩溶洞隙稳定性的影响因素的分析,研究工程类比法和解析法的适用条件,并采用多种方法综合评价昆明新机场航站区众多溶洞的顶板安全厚度,得出溶洞顶板稳定性与跨度、厚度间的经验关系,为该工程岩溶地基处理提供参考。     

基于模糊理论的溶洞顶板稳定性分析方法研究

溶洞顶板的稳定性评价是一个极其复杂的系统,其影响因素具有多样性和模糊性,很难通过确定性的方法评价岩溶地基的稳定性。因此,引用模糊理论对岩溶地基稳定性进行综合评价,以期使岩溶区溶洞顶板稳定性分析方法更趋合理。首先,根据溶洞顶板系统的工程特点,建立出符合其工程特点的溶洞顶板稳定性评判层次结构模型。其次,根据评价模型选取评价指标,并分别进行其隶属度的确定。然后,对评价指标利用基于灰色关联度求解权重的方法进行权重的确定,建立出溶洞顶板稳定性分析的模糊综合评判方法。最后,将该方法应用于贵州某工程实例,分析结果证明该方法的可行性和可靠性。     

隐伏溶洞对隧道开挖稳定性分析

利用FLAC3D有限差分软件,分析判断了溶洞位于隧道开挖轮廓线不同位置时,溶洞的沉降与变形、塑性区体积、隧道轮廓变形与初期支护结构受力随隧道开挖过程的变化。结果表明,溶洞位于隧道底部时,溶洞随开挖的进行变形增加较快,溶洞容易处于不稳定状态;位于隧道右下侧时,剪切塑性区体积最大,溶洞对隧道的开挖稳定性影响较为严重;溶洞所在断面隧道衬砌变形以竖直方向为主;溶洞位于隧道右上、右下、底部时,施工中溶洞周边易出现应力集中现象,须采取措施防止溶洞坍塌、避免出现极端安全状况造成生命安全技财产损失。分析结果可为类似溶洞隧道的设计与施工提供参考。     

侧部岩溶隧道围岩稳定性数值分析与研究

 结合忠垫高速公路岩溶隧道施工过程,利用有限差分软件FLAC3D对侧部含有溶洞的隧道围岩稳定性进行数值模拟研究,并将数值计算结果与现场监测结果进行比较分析。结果表明：隧道开挖后,围岩分别向溶洞内和隧道内变形,溶洞与隧道之间的围岩向2个相反的方向变形,是较危险区域。围岩塑性区主要集中在隧道的周围和溶洞的左右侧部,溶洞的顶部和底部处塑性区较少。隧道与溶洞之间的围岩由于应力集中可能使围岩产生过大的变形和岩体破坏,对其稳定性要给予特别重视。所得结论可为同类隧道的设计、施工和研究提供有益的借鉴和参考。     

顶部溶洞对新修地铁隧道的稳定性分析及施工处理技术研究

随着城市地铁建设规模不断加大,研究岩溶区溶洞对地铁隧道稳定性的影响显得十分重要。采用三维有限差分软件FLAC3D进行流固耦合分析,对在既有地铁隧道的情况下,顶部溶洞大小的变化对新修地铁隧道的影响进行了探讨,得出新修地铁隧道结构呈现不均匀受力,且在一定范围内地表沉降值、其结构的变形及受力、溶洞变形等与溶洞大小呈弱线性关系等结论;并探讨了穿越岩溶区的施工处理技术。     

基桩下伏矩形溶洞稳定性分析

为给出桩端荷载作用下矩形溶洞稳定性分析方法,首先,提出了符合岩溶区桩基承载特性的简化计算模型;其次,基于复变函数理论,给出了任意矩形溶洞映射函数的确定方法,并求得了任意矩形溶洞在重力作用下的地层应力,同时依据Mindlin解答求得了桩端荷载作用下的地层应力;然后,将矩形溶洞在重力作用下的应力场与桩端荷载作用下的应力场进行叠加,得到了桩端荷载作用在含矩形溶洞地层中的应力场,在此基础上,以Hoek-Brown破坏准则为判别依据,对桩端荷载作用下矩形溶洞稳定性进行分析;最后,通过数值方法及工程实例对本文计算方法进行验算。结果表明:理论计算结果与数值结果、工程实际情况均吻合良好,对岩溶区嵌岩桩的设计计算有一定的参考价值。     

岩溶区含溶洞岩石地基稳定性分析

地质构造、结构面、岩层性质、溶洞洞体形态、地下水等,是定性评价溶洞地基稳定性的重要因素。利用弹性理论,推导了岩石地基中溶洞周围的应力状态,利用格里菲斯强度理论,对含溶洞岩石地基的稳定性进行了定量计算判别。并且发现基础底面尺寸、溶洞顶板厚度、溶洞跨度(直径)及溶洞的断面形状对地基稳定性的影响很大,而地下水产生的"真空吸蚀作用"对地基稳定性的影响很小,洞内充填物对地基稳定的作用不明显。     

地下隐伏溶洞对边坡稳定性的影响

指出了溶洞对边坡稳定性影响主要表现在溶洞自身的稳定性和溶洞产生以后对边坡整体稳定性的影响两个方面,基于这些问题,利用理论公式推导和工程实例以及数值模拟手段说明了溶洞对边坡稳定性影响的大小。     

岩溶洞穴土质盖层稳定性分析方法及应用

为进一步探讨岩溶洞穴盖层稳定性分析方法,运用ANSYS软件对不同尺寸共36个洞穴模型进行了模拟分析,得到了关于地表拉压应力区范围的线性拟合公式;根据地表压应力区范围和洞穴跨径大小将其分为Ⅰ型和Ⅱ型洞穴,并对塌落体周界水平应力分布进行了修正,采用极限平衡理论得到了岩溶洞穴盖层塌落体稳定系数计算式。实例分析表明,跨径为6 m的Ⅰ型洞穴盖层塌落体稳定系数随半径呈先减小后增大的趋势,稳定性最差的塌落体半径约1.4 m,即该洞穴容易局部失稳发生坛形塌陷,计算结果与现实情况较为吻合,表明本文中提出的岩溶洞穴土质盖层稳定性计算方法具有一定的理论参考价值。     

基于溶洞随机模型的岩质边坡稳定性评估研究

以城门山铜矿为例,提出了一种溶洞随机模型并将其应用于评估岩溶地区岩质边坡稳定性。钻孔数据统计表明溶洞长度分布服从负指数规律,而石灰岩长度分布是无规则的。基于钻孔数据,分别采用逆变换法和舍选法生成溶洞和石灰岩长度;同时,借鉴极限平衡法中竖直条分思路,将岩溶区域离散为有限数量的竖直条块;在此基础上,开发了溶洞随机模型生成软件。将溶洞随机模型导入极限平衡法,提出了一种岩溶地区岩质边坡稳定性评估方法。研究发现,溶洞随机模型模拟所得的溶洞特征参数与钻孔统计结果非常接近。考虑溶洞影响效应,城门山铜矿典型边坡的安全系数明显降低。该方法对于类似岩溶地区的溶洞分布模型构建以及岩质边坡稳定性评估具有重要的指导和推广意义。     

球形空洞地基稳定性分析

根据弹性力学对地基中的球形土洞进行了分析,确定了最危险的关键点的应力状态,再利用莫尔-库仑准则判定其稳定性,指出土洞的3维球洞模型要比对应的2维圆孔模型更符合实际,而分析的结果表明,在相同条件下,球洞比圆孔不容易失稳.     

块体理论赤平解析法及其在硐室稳定分析中的应用

块体理论是近十几年来发展和完善起来的一种适合于裂隙岩体稳定性分析的行之有效的工程方法，裂隙岩体中硐室周围岩体滑落与岩体弱面分布及其力学性质密切相关，其滑移方式对于硐室维护具有重要意义。本文运用所建立的块体理论赤平解析法分析了某矿卷扬机硐室的稳定性，确定了失稳的块体，并指出可采用锚杆加固的措施。     

黄土加筋技术在窑居建筑加固中应用的试验研究

针对传统窑居建筑洞体稳定性差的问题,提出了通过土体加筋措施加固窑洞的建议,并进行了试验验证,试验结果表明加筋确实有效改善了土体及窑洞整体结构的强度和变形,该措施科学合理,可操作性强,具有较高的应用价值,可在未来进行推广使用。     

溶洞顶部爆破残留岩体安全性分析

以安徽繁昌县凤凰山危岩溶洞项部岩体爆破为研究背景,采用数值模拟方法对未爆洞顶残留岩体在爆破产生的冲击荷载作用下进行稳定性分析,得出不同时间残留岩体的应力状态和位移变化情况,为施工设计提供了科学依据。