岩溶顶板稳定性分析(林本海).ppt

广东省土木建筑学会地下工程委员会2008年学术年会论文岩溶顶板稳定性分析（本论文在论文集第56页）林本海单位广州大学土木工程学院教授广州大学建筑设计研究院总工程师2008年11月28日,1、岩溶顶板稳定性分析方法分析在桩基作用下岩溶顶板的稳定性，就是验算顶板在桩基作用下的抗弯、抗冲切及抗剪切稳定性。岩溶顶板的厚度和裂隙发育程度是影响岩溶顶板的受力稳定性的主要因素。岩溶地区的勘察手段钻探和物探。钻孔资料再多也不能作为评价裂隙状态的依据；物探（反射波、地质雷达、CT等）只能概念性地分析溶洞的位置及大致的形状大小，仍无法确定裂隙状态，甚至误判。,作者在分析岩溶顶板受力稳定性时仍把顶板看作为连续均匀的大板，进行抗弯、抗冲切和抗剪切稳定性分析。对于裂隙的影响则在强度准则、强度参数及安全系数的选取中予以体现。,2、岩溶顶板抗弯稳定性分析1）岩溶顶板弯曲应力分析思路岩溶顶板抗弯稳定性分析的关键在于如何合理计算顶板的弯曲应力。四种计算模型圆形板固支、圆形板简支矩形板固支、矩形板简支（完全意义上的固支是不存在的）顶板中心所对应的板底面为整个岩溶顶板的弯曲最不利点。,2）岩溶顶板弯曲应力计算岩溶顶板弯曲应力的计算采用板壳理论针对不同形状和边界条件，进行分析推导。具体见论文中的计算推导过程。,,,,,,,,3）强度理论及强度参数的选择强度准则格里菲斯强度理论（对于抗拉和抗压强度相差明显的脆性岩石，其破坏主要是由内部缺陷和周边应力集中所控制）,格里菲斯强度理论的特点，就是在分析材料强度并判断材料是否发生破坏时考虑了材料裂隙所造成的影响（应力集中），而其它强度理论则缺乏这一方面的考虑，所以对于具有明显裂隙性的岩溶顶板时格里菲斯强度理论更显合理。,3、岩溶顶板抗冲切稳定性分析在桩基荷载作用下可能在岩溶顶板面产生冲切圆锥台，须对顶板进行抗冲切验算。,荷载冲切荷载P和冲切圆锥台自重Q抗冲切反力台侧面上的岩层拉应力和剪应力。方法分别考察在台侧只有拉应力和只有剪应力时顶板的抗冲切安全系数，并取两者中的低值。,,,,,其中V冲切圆锥台的体积（只有拉应力）S冲切圆锥台和侧面积（只有剪应力）,,,,,4、岩溶顶板抗剪切稳定性分析荷载剪切荷载q1（作用荷载和柱体自重）抗剪切反力柱体侧面上的岩层剪应力,5、工程实例分析1）工程概况恒大金碧新城建筑群采用Φ300400的预应力管桩，长度9～22m，桩端持力层为微风化灰岩，单桩承载力特征值为400600kN。,场地代表性地质剖面图,,选择117和202两根位于溶洞顶板之上的管桩进行分析，考察在管桩最大试验荷载作用下岩溶顶板的稳定性安全系数。117桩底部岩溶顶板理论稳定性安全系数汇总表,202桩底部岩溶顶板理论稳定性安全系数汇总表,2）结果分析a、抗弯安全性决定岩溶顶板的稳定安全性，安全系数以1.31.5为宜。b、对冲切和剪切稳定性应考虑选择较大的安全系数；由于“冲”具有“拉”的破坏性质，所以抗冲切安全系数应不小于8.010.0。c、对于施工勘察，可将钻孔布在桩中心点（顶板厚度和抗弯力）和锥体边部（溶洞方位和冲切力），只要这个范围没有溶洞或顶板有最小厚度就能确保桩基的安全。,6、课题背景和对基础选型的一点认识1）课题背景广州珠江大桥南的一项目，地下室2层，上部结构30层，场地处于岩溶发育场地。今年初就进行冲孔桩施工，但进度缓慢，出现诸多事故，现不得不停工。场地在详勘的基础上做了一桩多孔的超前钻和CT扫描。对基础的选型开过多次专家会议，但意见不一。2）一点认识在这样的岩溶土洞发育场地（基础底到灰岩面有1015米厚中密状态中粗砂层），基础选型如果采用长螺旋混凝土刚性桩复合地基可能是一个选择。,请各位学者提出宝贵意见谢谢,