东黄山国际小镇串珠状隐伏溶洞顶板稳定性研究

地下岩溶发育破坏了岩体的完整性,导致岩体的强度和承载力大幅度降低,对工程场地地基稳定性构成潜在的威胁.本文依托东黄山国际小镇基础设施项目,在采用多种勘察手段相结合的方法确定岩溶发育特征的基础上,选取代表性的溶洞,采用按溶洞顶板安全厚度判别的定性评价方法和按顶板坍塌自行填塞判别、顶板抗弯安全厚度判别、按顶板抗剪安全厚度判别3种半定量评价方法对溶洞顶板安全厚度进行综合判别,对岩溶地基进行稳定性评价.研究结果表明:研究区揭露岩溶主要以覆盖型串珠状溶洞为主,多为充填型溶洞,选取的117个典型溶洞大多处于稳定状态,在自然状态下顶板稳定性较好,发生坍塌的可能性小.     

岩溶区嵌岩桩承载力及其下伏溶洞顶板安全厚度的研究

根据岩溶区嵌岩桩的工程特点,建立了符合其工程特点的岩溶区嵌岩桩的固支梁力学模型,基于突变理论导出了岩溶区嵌岩桩的能量势函数和分叉集方程,建立了岩溶区嵌岩桩承载力及其下伏溶洞顶板安全厚度确定的尖点突变模型。根据岩溶区嵌岩桩下伏溶洞顶板失稳破坏条件,提出了岩溶区嵌岩桩承载力及其下伏溶洞顶板安全厚度的确定方法。工程实例分析表明该方法能满足工程要求,具有一定的理论与工程实用价值。     

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。     

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。     

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。     

岩溶地基基础实例分析

为在岩溶地区选用最适宜的建筑物基础类型,本文以某高层住宅地基基础为例,分析岩溶地基的工程地质条件及水文地质条件,研究基岩埋藏分布、溶洞顶底板厚度、地基岩土强度及岩溶地基稳定性。在保证建筑物安全的条件下,尽量利用浅部岩层、溶洞顶板作为地基持力层,进行建筑物基础类型论证,比较天然地基、墩基、桩基方案,最终采用墩基基础,以达到既安全又经济的目的。     

基于有限差分法的岩溶地基稳定性研究

介绍了利用岩溶地基溶洞顶板塑性区形成的潜在滑移通道作为岩溶顶板破坏的判别标准,通过对顶板厚度与溶洞跨度的关系、顶板厚度与承载力的关系及溶洞跨度与承载力的关系的研究表明,所提出的方法在实践中具有很好的可操作性,值得推广。     

岩溶区高层建筑的工程地质问题及解决途径

通过对岩溶区高层建筑的工程地质问题--石芽地基、溶洞地基、基坑突涌破坏机理的分析,提出了边开挖边土钉加固、确定溶洞地基顶板安全厚度、早强水泥帷幕灌浆、排水等解决方案.     

基于SIGMA/W有限元和半定量分析法的岩溶发育区溶洞顶板安全厚度评价

溶洞顶板安全厚度在岩溶发育区的工程建设中问题较为突出。结合工程实际,论文得出研究区内岩溶发育受构造控制且与基岩岩性、结构、地下水等因素有关,而岩溶塌陷受岩溶发育程度、第四系厚度、地下水开采强度和水位下降的影响较为严重。在获取相关的物理力学参数的基础上,根据相关规范确定模拟参数,利用数值模拟建立岩溶发育区地基有限元模型,模拟建筑物对地基的影响深度。确定本工程岩溶发育带的处理深度为7 m时,满足建筑地基规范变形量的要求。同时用半定量分析法验算所得结论与数值模拟结论一致。结果表明该有限元方法具有较好的预测精度,可靠合理,能满足在岩溶发育区进行工程建设的要求。     

溶洞上方圆形基础地基极限承载力有限元分析

针对 3 种典型围岩条件,采用有限元方法对岩溶地区圆形基础下溶洞顶板稳定性进行了分析计算,讨论岩石地基极限承载力的确定方法,得出不同围岩、溶洞顶板跨度、顶板厚度条件下地基的极限承载力,并分析极限承载力与各影响因素之间的关系。     

溶洞顶板破坏对穿越溶洞型基桩极限承载力的影响规律研究

当溶洞顶板的厚度不符合安全设计要求时,基桩需要穿越溶洞并嵌入溶洞底板一定深度以提高基桩的承载力。在桩顶竖向荷载作用下,溶洞顶板的岩体可能存在受拉状态,当张拉应力超过其抗拉强度时,则岩体将发生张拉破坏,使桩身侧摩阻力的受力面积降低,另外,张拉破坏区使溶洞顶板以上岩土体所受的支承作用进一步降低,不利于桩身侧摩阻力的发挥。因此,有必要系统研究溶洞顶板张拉破坏区域对穿越溶洞型基桩承载特性的影响规律。本文基于理论分析提出了穿越溶洞型基桩的失稳破坏模式,揭示了张拉破坏区域产生的力学机理以及对桩身侧摩阻力的影响规律,建立了顶板失稳破坏的简化力学分析模型,进而提出了穿越溶洞型基桩的极限承载力计算方法,为岩溶地区基桩设计和施工提供技术指导。     

基桩下溶洞顶板稳定性评价的强度折减有限元法

定义溶洞顶板稳定性安全系数为顶板岩体实际剪切强度与折减到临界破坏时的剪切强度之比值。综合运用强度折减技术、弹塑性有限元和二分法探讨基桩下溶洞顶板稳定性的评价方法。研究表明,该方法不仅可得到能表征溶洞顶板稳定性且物理意义明确的安全系数,还可获得可能的破坏面及破坏过程,与传统方法相比,具有明显的优越性。实例证明了其可行性与有效性。该方法为基桩下溶洞顶板稳定性分析与评价提供了新的思路与方法, 具有重要的理论意义与工程实用价值。     

基于Hoek-Brown强度准则桩端溶洞顶板

针对影响桩端溶洞顶板稳定性的因素的多样性,引入桩径、顶板厚度以及桩端荷载等因素,得到了基于弹性理论的桩端溶洞顶板内部应力三维分布表达式;并采用考虑多影响因素的三维Hoek- Brown强度准则,得到稳定性指标g,以此指标评价溶洞顶的板稳定性;另外引入非概率可靠性分析方法,得出非概率可靠性指标η,以此进行溶洞顶板可靠性分析;最后以实际工程为例,所得到的分析结果与实际情况相符,可以对相关设计提供参考。     

岩溶洞穴工程地质条件与顶板稳定性评价

从定性、半定量和定量分析三个方面对岩溶洞穴顶板稳定性评价方法进行了讨论。指出选用合适的物探手段进行调查,开展室内和现场的岩体物理力学试验,特别是加强相似模型试验和数值分析研究,综合考虑裂隙水、大气环境共同作用,是综合评价岩溶洞穴稳定性的发展方向。     

相似理论在溶洞顶板稳定性数值分析中的应用

溶洞顶板稳定与否是多方面因素综合影响的结果.将相似理论应用于溶洞顶板稳定性的数值计算中,通过正交分析得到了各影响因素与临界安全厚跨比的相互关系.通过对大量数值模型计算结果的多因素回归分析,得出了临界安全厚跨比的计算方程,该方程既考虑了基础与洞室的几何因素,同时也考虑了岩体的力学因素.经工程实例检验,所得计算方程具有一定的适用性与可靠性.通过以上研究表明,相似理论可有效应用于岩土工程数值计算中.     

桥梁基桩桩端溶洞顶板稳定性的模糊分析研究

基于模糊集理论,结合湖南省某跨渠桥桩基工程地质勘察资料,建立了桥梁基桩桩端溶洞顶板稳定性的模糊二级综合评判模型与模糊极限平衡分析模型,并分别解决了相应的模糊分析参数构造与评价方法问题,最后分别应用于某一实际工程,分析结论基本相同且与实际情况符合良好,为岩溶区桥梁基桩桩端溶洞顶板稳定性评价提供了新的思路和方法。     

岩溶地区桥梁嵌岩桩基承载力探究

通过大型岩土有限元分析软件Midas/GTS NX,对岩溶地区桥梁嵌岩桩基进行承载力数值仿真模拟,分析了不同顶板厚度对岩溶地区桩基极限承载力的影响。结果显示:桩基极限承载力随溶洞顶板厚度的增加而增加,但几何尺寸大于2.5倍桩径后影响不明显。在保证必要的嵌岩深度的条件下,岩溶地区桥梁桩基嵌岩深度应遵循"宜浅不宜深"的设计原则。工程实例分析中,通过有限元数值仿真模拟,确定了岩溶地区桥梁桩基设计深度和岩溶顶板厚度,具有一定的理论与工程实用价值。