[發明專利]一種空洞型巖溶地面穩定性評估方法

有效

• 申請號: 201710428552.6
• 申請日: 2017-06-08
• 公開（公告）號: CN107229603B
• 公開（公告）日: 2020-07-21
• 發明（設計）人: 謝朋;文海家;張巖巖;胡晶;薛靖元;麻超超
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G06F17/18
• 分類號: G06F17/18;E02D1/02
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 伍倫辰

本發明公開了一種空洞型巖溶地面穩定性評估方法，本方法中，是根據太沙基散體理論和試驗結果，將空洞型巖溶地面穩定性問題轉化為溶洞以上沿垂直方向剪切面形成土柱在多因素共同作用下的穩定性問題；以安全系數為標準將含有空洞的地面的狀態可以劃分為穩定狀態、臨界狀態與失穩狀態三類；對于處于臨界以及失穩狀態的地面，運用可靠度計算方法，通過抽樣隨機數的循環計算得到其失效概率，提高了評估的精度和系統性。本發明適合應用于建筑工程施工以規避塌陷風險，具有評估系統性好，評估結果準確性和可靠性高等優點。

技術領域

本發明涉及地質領域的一種地面穩定性研究技術，尤其是涉及一種空洞型巖溶地面穩定性評估方法。

背景技術

巖溶又稱喀斯特，其最早因南斯拉夫西北部伊斯特拉半島上的石灰巖高原而得名，為地表水或地下水與可溶性巖石相互溶蝕形成的獨特的大量地下空洞間隙的地貌形態。其在世界范圍內分布廣泛，中國也是主要的分布區域之一。據不完全統計，可溶性的石灰巖在我國的分布面積達到3.43×10⁶km²，占據了國土總面積的1/3。不過，在這廣泛分布的石灰巖之中，僅有1.25×10⁶km²裸露在外，其余均處于隱伏狀態。近年來，隨著人口的快速增長和城市化進程的推進，大量的巖溶地區為人類開發利用。巖溶地區巖土體原有的狀態和環境發生改變，由此帶來了一系列突發性的災害，對于人們的生命和財產安全帶來了極大的威脅。

巖溶塌陷是在巖溶發育地區上覆土層或隱伏巖溶頂板在人為活動或天然因素作用下，特別是水動力條件改變引起的環境效應作用下，發生突然坍塌的現象。近些年，隨著資源利用的日益加強，由此觸發地面塌陷頻繁發生，成為主要環境地質災害，引起了研究人員的廣泛關注。大量塌陷實例的總結表明促使地面塌陷發生的因素是多種多樣的，包括例如巖溶發育條件、地下水條件、覆蓋層條件、地形地貌和人工活動等在內。由于巖溶塌陷誘發因素的多樣性，使得每個地面塌陷的形成都存在著差異，于是大量有關地面塌陷形成機理的研究工作展開。在研究的基礎上提出了包括重力致塌模式、淺蝕致塌模式、真空吸蝕致塌模式、沖爆致塌模式、振動致塌模式、荷載致塌模式、溶蝕致塌模式和根蝕致塌模式等八種形成機制。之后，對于同樣的土-巖體，又提出了巖溶塌陷的蓋層地質概化模型，并對不同耦合模式下的耦合規律及數學模型表達進行了探討。隨著新技術的推廣，層次分析法、神經網絡和GIS技術等先進的方法也先后被引入進行巖溶地區的區劃研究。國外有關巖溶塌陷的研究工作比較注重實用性，主要包括坍塌災害保險方法、巖溶塌陷數據庫和地理信息系統(GIS)應用、潛在坍塌的探測、檢測、預防以及塌陷坑的工程處理。

綜上所述，地面塌陷的研究大多集中于定性的研究，定量研究較少。定性的研究結果，難以直接應用到建筑工程施工中以規避塌方災害。故怎樣提供適合應用于建筑工程施工以規避塌陷風險的定量研究評估方法，以及怎樣提高評估結果的準確性和系統性，均稱為本領域技術人員有待考慮的問題。

發明內容

針對上述現有技術的不足，本發明所要解決的技術問題是：怎樣提供一種適合應用于建筑工程施工以規避塌陷風險的，評估系統性好，評估結果準確性和可靠性高的空洞型巖溶地面穩定性評估方法。

為了解決上述技術問題，本發明采用了如下的技術方案：

一種空洞型巖溶地面穩定性評估方法，其特征在于，包括以下步驟：