岩溶地区含溶洞建筑边坡变形稳定性状研究

发布时间：2020-06-11 06:19

【摘要】：本文依托岩溶地区郴州市某建筑基坑边坡工程为背景,以边坡中特有的两种含溶洞坡段剖面为原型建立了试验分析模型。通过模型试验、数值模拟两者相结合的方法研究了含溶洞的建筑边坡变形稳定性状。主要得出了如下几个方面的结论和成果:(1)本文通过分析郴州恒大某建筑基坑边坡工程项目现场岩溶地貌特征和水文地质条件,总结了郴州岩溶地区边坡失稳破坏模式,在此分析的基础上确定了建筑溶洞边坡模型模拟范围,基于相似理论结合现场典型坡段的岩体物理力学测试参数选取模型试验相似材料,并利用正交试验设计方法研制了符合相似原理的模型相似材料配比,测定了相似材料基本物理力学参数。(2)通过两组不同溶洞分布类型边坡模型试验,分析了溶洞边坡在直立开挖和坡顶加载过程中变形和破坏特征。研究表明,在坡顶加载和边坡直立开挖的过程中,以溶洞围岩变形、边坡岩体应力变化以及开挖坡面水平位移为作为变形破坏响应特征可较好的反映溶洞边坡的结构稳定状态和变形破坏性状,在边坡破坏前三者都有急剧增大的过程,且具有较好的一致性;含溶洞建筑边坡的破坏形式为溶洞顶板塌陷失稳导致的边坡整体失稳破坏,是典型的剪切破坏形式。声发射活动特征量测结果表明边坡在开挖和超载破坏过程中出现了大量的声发射活动特征,边坡破坏首先发生在溶洞顶板和临近溶洞坡面位置,体现了声发射在溶洞建筑边坡失稳变形监测中的超前预报特性。(3)基于FLAC3D软件,利用正交设计方法进行了影响溶洞边坡稳定因素敏感性分析,研究了不同的溶洞大小和位置对基坑直立开挖边坡的影响。研究表明,相同影响因素条件下溶洞的尺寸和分布对建筑边坡变形稳定性存在不利的影响,但是其分布超出一定范围时,对边坡变形稳定性影响不大;边坡开挖时,不同尺寸和不同位置分布的溶洞对建筑边坡的变形特征影响不同,其中溶洞位于边坡中部时,溶洞对其变形稳定性状影响较为突出。此外,利用该软件对模型试验进行了数值模拟分析,计算结果与模型试验结果符合科学研究规律。
【图文】：

溶洞,边坡支护,中周,基坑工程

又称喀斯特，主要指地表水或地下水对碳酸岩（石灰岩、白石膏等）和卤化物（岩盐等）的可溶性岩石的溶解、侵蚀、破生的地上和地下的各种形态的溶洞现象[1-3]。国的西南部省份的重庆、贵州、广西，华南中南部省份的湘南是溶洞垮塌事件频发之地。湖南省湘南地区碳酸盐岩分布较广而郴州就属于表层岩溶地貌较为发育的城市，在城市建设工程杂而脆弱的天然地质条件以及人类工程建设施工对边坡的扰失稳破坏，给当地居民带来了严重的生命财产损失。然而，随口日益增多、城市用地日益紧张的情况下，城市建筑都是依山开挖山体形成基坑建筑场地已成为拓展地上空间最常用的一行山体基坑开挖的过程中形成的建筑边坡会因为开挖和（溶洞响，加上山体基坑边坡上部已有建筑物的情况下，临近建筑开良地质条件的影响下，边坡临近溶洞位置经常产生一些重大溶洞塌陷、原山体边坡局部失稳、落石、塌方等，见图 1-1。

建筑基坑,场地位置,边坡工程

文拟采用室内模型试验的方法对含溶洞建筑岩质边坡的变形破坏性现以郴州恒大华府一期基坑边坡工程为实际背景，取该基坑边坡工两个直立开挖建筑基坑边坡坡段剖面最典型的边坡形式为例，，进洞（串珠型）情况下岩质建筑基坑边坡开挖及加载变形破坏的模型章通过分析郴州恒大华府一期某建筑基坑边坡工程项目现场地区和水文地质条件，分析郴州岩溶地区边坡失稳破坏模式。在此分析建筑溶洞边坡模型模拟范围，基于相似理论并结合现场典型坡段的选取模型试验相似材料，利用正交试验设计研制符合相似原理的模比，为模型试验的顺利进行奠定基础。工程概况介绍州恒大华府一期剧场基坑边坡工程位于郴州市北湖区南岭植物园东与骆仙二路延伸段的交汇处的南侧。场地位置及建筑物布置如下图所示。
【学位授予单位】：湖南工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU43

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