巖溶區(qū)溶洞及土洞對建筑物地基穩(wěn)定性影響的處理方法

針對處于相對平衡狀態(tài)的廢棄采空區(qū)上覆圍巖重新"活化",使裂隙帶巖體再壓密、地下殘留空隙再冒落,導致地表產(chǎn)生二次移動和變形的問題,通過對采空區(qū)建筑物地基穩(wěn)定性綜合評價,得出主要考慮煤層的客觀因素和外界擾動因素兩方面是導致地表產(chǎn)生二次移動和變形的主要原因。從客觀因素中煤層賦存條件中的煤層埋深、煤層厚度、煤層傾角、松散層厚度入手,采用flac3d軟件對煤層埋深、煤層厚度、煤層傾角、松散層厚度等因素對采空區(qū)建筑物穩(wěn)定性進行分析,結(jié)果表明:隨著開采深度的增加,地表及地表附近巖層的移動變形受開采的影響減弱,開采深度的增加對建筑物地基的穩(wěn)定有利;隨著開采厚度的增加,開采對上覆巖層的破壞程度明顯增大,移動過程表現(xiàn)得也越劇烈,地表移動變形值也越大,開采厚度的加大對廢棄采空區(qū)建筑物地基的穩(wěn)定不利;煤層傾角的增大增加了地表移動的時間,增大了地表的不穩(wěn)定性;松散層在覆巖中所占的比例越大,地表的移動范圍就相對越大,增大了地表的不穩(wěn)定性。

關于“巖溶區(qū)含溶洞巖石地基穩(wěn)定性分析”的討論

老采空區(qū)上方建大型建筑物所引起的地基穩(wěn)定性問題是目前一些礦區(qū)急待解決的問題。為了系統(tǒng)、全面地分析地基的穩(wěn)定性，以厚度為權對地層進行理想化，對采空區(qū)上覆巖體進行了概化處理，給出了不同巖體組合的概化模型。針對三帶巖體的破壞程度不同、給出了相應的巖全力學參數(shù)的修正參數(shù)，并進一步討論了有限元模型的選取、邊界及邊界務件的確定原則。實例表明推薦的方法是科學合理的。

地質(zhì)構(gòu)造、結(jié)構(gòu)面、巖層性質(zhì)、溶洞洞體形態(tài)、地下水等,是定性評價溶洞地基穩(wěn)定性的重要因素。利用彈性理論,推導了巖石地基中溶洞周圍的應力狀態(tài),利用格里菲斯強度理論,對含溶洞巖石地基的穩(wěn)定性進行了定量計算判別。并且發(fā)現(xiàn)基礎底面尺寸、溶洞頂板厚度、溶洞跨度(直徑)及溶洞的斷面形狀對地基穩(wěn)定性的影響很大,而地下水產(chǎn)生的\"真空吸蝕作用\"對地基穩(wěn)定性的影響很小,洞內(nèi)充填物對地基穩(wěn)定的作用不明顯。

地表建筑物是老采空區(qū)地基穩(wěn)定性的主要擾動因素之一,地表建筑對地基穩(wěn)定性的影響程度主要取決于地表建筑的荷載大小以及地表建筑物的位置,采用數(shù)值模擬的方法進行了多方案研究,獲得的成果為老采空區(qū)地基的穩(wěn)定性評價提供參考。

由于地下礦體的開采,導致采空區(qū)上方地表及其附近出現(xiàn)沉陷變形,為防止損壞地面建筑物,需要對建筑物的地基進行穩(wěn)定性評價。以玻璃工業(yè)園建筑工程地基穩(wěn)定性的研究為例,利用采空區(qū)沉陷的時間效應、三帶理論對采空區(qū)上方及附近地基的穩(wěn)定性進行定性評價;應用概率積分法對采空區(qū)的沉陷變形及影響范圍進行了定量評價,并對采空區(qū)上方建設建筑物提出了相應的安全保護措施。

地表移動變形隨時間的穩(wěn)定性及剩余變形問題一直是采動覆巖沉陷研究的重要方面。筆者分析了采動地表移動變形的時間過程,探討了地表沉陷的延續(xù)時間及地表剩余沉陷的預計方法,給出了采空區(qū)上方修建大型建筑物地基穩(wěn)定性評價的指標,對采空區(qū)上建設建筑物提出了相應的技術措施。

在采空區(qū)上方修建建筑物,其地基穩(wěn)定性評價工作具有極其重要意義。以某采空區(qū)上棚戶區(qū)改造工程為背景,結(jié)合當?shù)貙嶋H經(jīng)驗與地質(zhì)勘查、數(shù)值計算等手段分析了影響地基穩(wěn)定性的各種因素,包括地表變形特征、殘余沉降計算以及采空區(qū)活化等,并在此基礎上評估了場地的適宜性,同時給出地表新建建筑物應采取的技術保護措施,對類似工程具有一定的借鑒價值。

巖溶地基對橋梁的危害性非常大,設計時應引起高度重視。該文根據(jù)巖溶的分布及特征,對橋梁巖溶地基穩(wěn)定性的評價方法進行了探討,根據(jù)經(jīng)驗總結(jié)了橋梁基礎遇到巖溶時常用的處理方法,對巖溶區(qū)的橋梁設計具有一定的工程參考意義。

闡述了采動影響區(qū)建筑物的地基概念;結(jié)合現(xiàn)行的規(guī)程和規(guī)范,對采動影響區(qū)與建筑物地基的穩(wěn)定性有關的工程地質(zhì)條件、地基變形的動態(tài)發(fā)展、地表裂縫、地表移動活躍期與地表移動活躍等評價內(nèi)容進行了討論。

以淺部多層采空區(qū)上擬建高層大廈地基穩(wěn)定性系統(tǒng)評價為例進行研究.從采空區(qū)資料的收集入手,整理得出研究區(qū)的煤層分布、開采時間、開采區(qū)域和方法等;結(jié)合物探、鉆探對采空區(qū)充填現(xiàn)狀、分布區(qū)域、地層層序等進行了綜合分析;在此基礎上,建立了采空區(qū)場地工程地質(zhì)模型應用有限元數(shù)值計算方法并結(jié)合hc≥hdz+hmax穩(wěn)定評價方法,對地基穩(wěn)定性進行綜合評價,得出在建筑物荷栽作用下采空區(qū)地基處于不穩(wěn)定性狀態(tài),必須對其進行處理,并對地基的處理方法提出建議.該評價方法對類似工程具有重要的指導意義和借鑒價值.

對“巖溶區(qū)含溶洞巖石地基穩(wěn)定性分析”討論的答復

為分析巖溶區(qū)雙孔圓形土洞的地基穩(wěn)定性,利用柯西積分法求出存在單一土洞時的復應力函數(shù),基于schwarz交替法進行二次迭代導出雙極坐標系下土層中任意一點的應力大小；通過應力坐標轉(zhuǎn)換求得土體的最大、最小應力,利用mohr-coulomb強度準則判定土洞洞邊最危險點的穩(wěn)定狀態(tài)；將本文方法計算結(jié)果與精確解析解以及abaqus數(shù)值模擬結(jié)果進行對比,并結(jié)合工程算例驗證了schwarz交替法具有較高的精度；引入穩(wěn)定系數(shù),從土體的側(cè)壓力系數(shù)、土洞半徑比以及土洞相對位置3個方面對雙孔土洞的穩(wěn)定性進行參數(shù)分析,結(jié)果表明:土洞穩(wěn)定系數(shù)與土體側(cè)壓力系數(shù)呈線性正相關,隨土洞半徑比的增大而非線性減小,隨土洞相對位置的增大先保持不變而后線性增大。

根據(jù)影響溶洞和土洞頂板穩(wěn)定性的多種的因素,綜合論述了工程實踐中常用的巖溶地基穩(wěn)定性分析評價方法及其適用范圍

根據(jù)影響溶洞和土洞頂板穩(wěn)定性的多種因素,綜合論述了工程實踐中常用的進行巖溶地基穩(wěn)定性評價的定性、半定量、定量等10多種評價方法及其適用范圍,并根據(jù)各方法的計算特點得出相關的結(jié)論

從巖溶的發(fā)育特征、形成條件和影響因素等方面分析研究了昆明新機場巖溶的形成機理。并采用4種不同的方法對巖溶地基的穩(wěn)定性進行綜合評價，認為洞穴充填物質(zhì)、高度、跨度、頂板厚度及埋深是影響巖溶洞穴穩(wěn)定性的內(nèi)在因素．而上部荷載的大小是影響巖溶洞穴穩(wěn)定性的外在因素。

在我國西南地區(qū),地質(zhì)構(gòu)造復雜,以碳酸巖為主的地層巖溶地貌發(fā)育。在該區(qū)進行工程建設時,鑒于斷層通過區(qū)建筑場地復雜的地質(zhì)環(huán)境與不良工程地質(zhì)條,本文提出斷層對場地地基穩(wěn)定性影響的評價體系,并結(jié)合理論與規(guī)范對該評價體系進行闡述。

影響相鄰建筑物地基沉降的因素及處理方法——相鄰建筑物在地基中產(chǎn)生的沉降總是相互影響，需要從新舊建筑物的強度、剛度、結(jié)構(gòu)類型、地質(zhì)情況、荷載大小等方面進行分析，從而提出對不同類型結(jié)構(gòu)的處理方法?！　?/p>

強溶蝕帶巖溶地基是指在基礎傳遞的荷載作用影響范圍內(nèi)發(fā)育眾多的溶蝕裂隙和溶孔組成、且在一定深度部位往往發(fā)育有較大溶洞的地基。強溶蝕帶內(nèi)的巖體結(jié)構(gòu)多呈碎塊狀,密集或較密集地分布有大量的溶蝕裂隙,溶蝕裂隙間接觸不緊密,張開度大,有的可達幾十厘米,且存在較多的溶蝕空洞,充填物松散或無充填。因此,根據(jù)線溶蝕率和面溶蝕率相結(jié)合的方法,采用橢圓形溶孔來模擬強溶蝕帶中的溶蝕裂隙和溶蝕空間的力學效應,并根據(jù)塑性區(qū)分布形態(tài)特征和位移量值相結(jié)合的方法來進行穩(wěn)定性評價。對昆明新機場航站區(qū)強溶蝕帶巖溶地基穩(wěn)定性分析結(jié)果表明,當溶蝕率小于15%時,對巖溶地基穩(wěn)定性影響較小,溶蝕率為15%~25%時影響中等,溶蝕率大于25%時,影響較大。

在邊坡整體穩(wěn)定性分析的簡單條分法中，考慮海床土體所受到的波浪附加應力的作用，對海床和建筑物進行穩(wěn)定性分析。計算表明，近海工程中考慮海床土體受到的波浪附加應力時，海床和建筑物的整體穩(wěn)定安全系數(shù)將降低。

針對松散沖積層大規(guī)模水體疏放易引起地表沉降變形與建筑物破壞的問題,根據(jù)朱仙莊礦鄰近礦區(qū)興隆莊礦的長期實測資料,建立了分土層的地層壓縮量及地面傾斜值計算模型,并對朱仙莊礦疏水影響區(qū)域的井筒及典型建筑物的沉降量及傾斜值進行了預計和損害評價。結(jié)果表明:朱仙莊礦松散土層砂礫、粗砂的壓縮率最大,為0.1748mm/m~2,黏土的壓縮率最小,為0.0517mm/m~2；該區(qū)域典型建(構(gòu))筑物地表下沉量最大為532.75mm,最小為237.04mm；地面傾斜值最大為0.120mm/m,未達到建(構(gòu))筑物ⅰ級損壞等級；考慮地表建(構(gòu))筑物的穩(wěn)定性和地表積水問題,提出了控制疏水降深和速度、建(構(gòu))筑物搬遷或排水、公路增高回填、調(diào)查井壁與井塔與其裝備的相互位置關系等預防建(構(gòu))筑物破壞的技術防治措施。

近年來,模糊綜合評價法越來越多地用于溶洞地基穩(wěn)定性分析中,并取得了良好的效果。介紹了溶洞地基穩(wěn)定性模糊綜合評價法的運用現(xiàn)狀,并在模糊綜合評價基本原理的基礎上,對溶洞地基穩(wěn)定性指標體系的確定做了詳細的敘述,同時簡述了隸屬函數(shù)形式與權重值確定的方法,對影響溶洞地基穩(wěn)定性的突出因素做了簡單的概括。