桥梁基桩桩端溶洞顶板稳定性模糊分析

岩溶地区溶洞顶板稳定性分析

结合实际路基稳定性分析案例,阐述路基溶洞顶板稳定性的分析方向,分析路基稳定性的影响因素,提出稳定性分析常用方法,包括工程类比法、计算法,希望可以提升路基溶洞稳定性。

桥梁桩基荷载下溶洞顶板稳定性研究_汪华斌

本文在综合分析岩溶区溶洞顶板稳定性常用计算方法的基础上,结合岩溶区路基溶洞顶板工程特点及溶洞顶板受力特性,建立出符合其工程特点的岩溶区路基溶洞顶板稳定性分析的力学模型,再运用弹性理论基本原理,导出岩溶区路基溶洞顶板岩层应力计算公式,并引入修正的mohr-coulomb强度理论,建立出岩溶区路基溶洞顶板安全厚度确定新方法。将该方法应用于某实际工程溶洞顶板的稳定性分析,效果良好,最后对影响溶洞顶板稳定性的各种主要因素进行了深入分析,获得了一些定性的结论。

将相似理论应用于溶洞顶板稳定性的数值计算中,通过单因素与正交分析,得到了各影响因素与临界安全厚跨比的相互关系,以及各因素对顶板稳定性影响的主次关系。

岩溶区溶洞顶板稳定性评价研究现状 溶洞顶板稳定性问题，是由国内科技人员在工程实践中提出的工程问题，目前对溶洞 顶板稳定性研究，主要集中在理论评价方法的研究上，有关顶板稳定性研究的室内物理模 型和现场工程研究不多，因此溶洞顶板稳定性研究还处于初步的阶段。近年来稳定性评价 方法的研究取得较大进展[29一6，j，对岩溶溶稳定性的分析评价经历了从定性一半定量一 定量的过程[66]。 定性评价方法[29一30]适用于一般工程或工程的初勘阶段的溶洞顶板稳定性的分析评价， 包括影响因素分析法、经验比拟法和专家系统评价法等。影响因素分析法是根据洞隙的各 项边界条件，包括岩性、厚度、裂隙状况、岩层产状、洞穴形态及埋藏条件、地下水等条 件。经验比拟法根据评价对象的工程地质条件，与条件相似的已有成功或失败工程实例进 行类比评价。专家打分法是利用己有的反映岩溶问题的工程实录，建立集岩溶工程地质评 价

以湖南某岩溶区高速公路为工程依托,通过建立岩溶区路基下伏溶洞有限元模型,利用数值模拟方法分析了公路一级车道荷载作用、地下水影响以及采用碎石填充溶洞等3种工况下岩溶路基中附加应力分布及变形规律。结果表明:车道荷载作用下,溶洞拱圈土层与石灰岩岩层接触面处出现应力集中,溶洞顶面竖向位移达1.1cm;在地下水影响下,车道荷载引起的地表和溶洞拱圈最大竖向位移分别减小了39%和28%;采用碎石填充溶洞后,车道荷载引起的地表竖向位移减小了57%,有效控制了下伏溶洞对路基稳定性影响。

岩溶区路基下伏溶洞顶板稳定性分析及加固处理(PDFX页)

本文从工程设计的角度对岩溶地区的桥梁桩基与岩洞顶板稳定性进行了相关研究.

近年来,模糊综合评价法越来越多地用于溶洞地基稳定性分析中,并取得了良好的效果。介绍了溶洞地基稳定性模糊综合评价法的运用现状,并在模糊综合评价基本原理的基础上,对溶洞地基稳定性指标体系的确定做了详细的叙述,同时简述了隶属函数形式与权重值确定的方法,对影响溶洞地基稳定性的突出因素做了简单的概括。

考虑坡面以下一定深度范围内地基抗力非线性分布模式,建立了基桩稳定性分析简化计算模型及桩-坡体系总势能方程.据此导得了斜坡段桩柱式桥梁基桩临界荷载与计算长度的能量法解答,并通过平地和斜坡两种不同情况下的室内模型试验验证理论计算方法的合理性.由此进行的参数分析表明:增大墩柱弹性模量或减小墩柱高度(高长比)均可提高基桩稳定性,当高长比取0.3~0.4时,基桩稳定性最佳;当边坡坡度在25°~35°范围内时,基桩稳定性受斜坡效应的影响较小,设计时应尽量将基桩设置在坡度小于35°的边坡上.斜坡段地基抗力比例系数m与坡度α之间的相互影响关系尚有待深入研究.

考虑桩后坡体剩余下滑力的分布规律,以及桩前岩土体水平地基抗力弱化效应对基桩稳定性的影响,建立陡坡段桥梁基桩屈曲稳定分析计算模型。通过建立桩土体系的总势能方程,并运用能量法导得陡坡段桥梁基桩屈曲临界荷载和稳定计算长度解答。以实际工程基桩为例对影响基桩屈曲稳定性的桩身弹性模量、桩径、嵌固深度等因素进行参数分析。研究结果表明：本文计算结果与已有模型试验结果吻合较好,表明本文解答合理。基桩的埋入比、临界长径比及临界嵌固深度对其屈曲稳定性具有显著影响。

针对广清高速公路改扩建工程,选取两个典型桥梁桩基存在下伏溶洞工点,构建溶洞地质概化模型。采用理论分析和数值模拟方法研究桩基溶洞顶板的稳定性,以便为岩溶区桩基设计、施工提供依据。通过规范方法确定桩底作用在溶洞顶板上的荷载,通过成层地基和地应力计算方法计算上覆岩土层作用在顶板上的自重应力。对溶洞顶板分别进行抗冲切、抗剪切、抗弯验算,分别求出稳定系数和桩底竖向极限荷载。运用ansys数值模拟方法,对顶板位移、第一主应力和塑性应变进行分析,计算得出桩底竖向极限荷载。理论分析与数值模拟结果对比表明桩基溶洞顶板处于稳定状态,抗剪切、抗弯验算是桩基下溶洞顶板稳定性分析的主要验算指标。

针对广清高速公路改扩建工程,选取两个典型桥梁桩基存在下伏溶洞工点,构建溶洞地质概化模型。采用理论分析和数值模拟方法研究桩基溶洞顶板的稳定性,以便为岩溶区桩基设计、施工提供依据。通过规范方法确定桩底作用在溶洞顶板上的荷载,通过成层地基和地应力计算方法计算上覆岩土层作用在顶板上的自重应力。对溶洞顶板分别进行抗冲切、抗剪切、抗弯验算,分别求出稳定系数和桩底竖向极限荷载。运用ansys数值模拟方法,对顶板位移、第一主应力和塑性应变进行分析,计算得出桩底竖向极限荷载。理论分析与数值模拟结果对比表明桩基溶洞顶板处于稳定状态,抗剪切、抗弯验算是桩基下溶洞顶板稳定性分析的主要验算指标。

在岩溶发育地区,多采用嵌岩灌注桩作为桥梁基础。当地下条件较好时,人工挖孔桩通过合理的简化,可将其嵌岩灌注桩物理模型简化为端承桩,暂不考虑上部桩周土摩阻力。当桩基作用在岩溶顶板上且岩溶顶板厚度不是足够厚时,需对嵌岩桩桩基的稳定性进行分析与讨论。本文通过具体的算例,对岩溶顶板的抗冲切、抗剪和抗弯强度进行了详细的验算,并在进行抗弯验算时分别讨论了不考虑自重和考虑自重两种受力情况,通过分析可知岩体的抗弯强度是影响桩基稳定性的主要因素。

模糊聚类分析在煤层顶,底板稳定性工程地质评价中的应用

考虑穿越复杂岩溶地质桩基的实际受力情况,提出假设,建立桩基承载力计算简化模型,并提出桩基承载力计算公式;最后基于实际工程,分析了相关参数对穿越复杂岩溶地质桩基稳定性的影响,得出桩径的影响最为显著的结论。

为了给出桩端荷载作用于不同位置溶洞的稳定性评价方法,首先,依据岩溶区桩基承载特性,不考虑桩身侧摩阻力的影响,将上覆土层等效为相同重度的岩层,建立简化计算模型。其次,将桩端荷载等效为一集中力,基于mindlin解求得桩端荷载作用下半无限空间内的地层应力。再次,利用复变函数的方法求得溶洞在重力作用下的地层应力,其主要思想是通过映射函数将溶洞所在平面映射到单位圆外域上,根据边界条件对地层应力进行求解。最后,将桩端荷载作用下产生的地层应力与溶洞在重力作用下产生的地层应力进行叠加,从而得到桩端荷载作用在含有溶洞地层中的应力表达式,并在此基础上求得最大、最小主应力,同时引入griffith强度破坏准则,对溶洞稳定性进行评价。结果表明：通过计算可得溶洞边界上的应力最为集中,因此在实际工程应用中,可对溶洞边界上关键点进行验算来判断溶洞在桩基荷载作用下是否会发生破坏;理论计算结果与工程实际情况吻合良好,为岩溶区桩端荷载作用下溶洞稳定性评价提供了一种新的、更为接近工程实际情况的理论计算方法;值得注意的是,所提计算模型是基于平面应变假定,不能考虑桩和溶洞之间的空间效应,因此该方法也只能考虑单个溶洞的影响,这些问题在后续研究中值得深入探讨。

水库岸坡具有呈带状分布、数量大、受库水作用影响明显等特点,根据水库岸坡的变形破坏机制,将影响水库岸坡稳定性的因素归纳为地质环境条件和诱发条件两方面,选取合理的岸坡稳定性评价指标,建立岸坡稳定性两级模糊综合评判模型,并运用层次分析法确定指标权重。运用该评判体系对新疆莫勒切河石门水库94个岸坡进行了模糊综合分级评判,评判结果与实际岸坡失稳情况基本吻合,表明模糊综合评判模型用于水库岸坡稳定性评价是合理可行的。

库岸稳定性量化评价是一项复杂的系统工程,评价指标的选取与评价体系的建立基于定性认识,而评价因子基于库岸的关联性与独立性依托数学指标———权重和隶属度来体现。采用模糊综合评判对某水电站库岸段72.4km进行评价,评价成果与现场勘查与遥感解译结果较为一致,具有较高的参考价值。

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...

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。