[發明專利]一種巖溶地基穩定性計算方法

有效

• 申請號: 202011422482.1
• 申請日: 2020-12-08
• 公開（公告）號: CN112507550B
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發明（設計）人: 劉文連;李澤;眭素剛;許漢華;王幫團;申林方;槐以高;廖紹忠
• 申請（專利權）人: 中國有色金屬工業昆明勘察設計研究院有限公司;昆明理工大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F17/11;G06F111/04;G06F119/14
• 代理公司: 昆明明潤知識產權代理事務所(普通合伙) 53215
• 代理人: 馬海紅

本發明公開了一種巖溶地基穩定性計算方法，以帶溶槽并含緩傾結構面的巖溶地基為研究對象，進行巖溶地基的受力分析；求解巖溶地基基礎頂面的等效均布荷載；求解地基破壞巖體和破壞土體的自重；確定破壞土體的土體破壞面與水平面的夾角；根據目標函數、破壞巖體的和破壞土體的平衡方程、緩傾結構面和土體破壞面的屈服條件以及破壞巖體與破壞土體交界面的附加約束條件，建立巖溶地基穩定性的非線性數學規劃模型，使用“內點算法”求解巖溶地基穩定性的非線性數學規劃模型，獲得巖溶地基穩定性安全系數。

技術領域

本發明涉及一種巖溶地基穩定性計算方法，屬于地基承載力分析技術領域。

背景技術

在我國廣西、貴州和云南三省，碳酸鹽巖廣泛分布，巖溶非常發育，該地區是世界上最大的巖溶發育區之一。地表的碳酸鹽巖在水的溶蝕和侵蝕作用下形成巖溶地貌，當地表巖溶非常發育時常常出現一定深度和寬度的溶槽或溶溝；當溶槽被土壤填充滿時，地基將會成為巖石和溶槽土體組成的不均勻巖溶地基。帶溶槽的巖溶地基中存在巖體與土體的交界面；有時在巖體中還存在緩傾的結構面，且結構面的傾角小于巖體與土體的交界面的傾角，結構面在巖體與土體的交界面上出露；當這種地基作為上部構筑物的持力層時，巖體結構面和溶槽中的土體其對地基的穩定性有較大的不利影響。

在當前，還沒有帶溶槽并含緩傾結構面的巖溶地基的穩定性計算方法，亟需建立求解這種類型巖溶地基穩定性的數學模型，以獲得精確的地基穩定性安全系數。

發明內容

本發明提供了一種巖溶地基穩定性計算方法，以獲得巖溶地基穩定性的安全系數，為巖溶地基穩定評價提供一種新方法。

本發明的技術方案是：一種巖溶地基穩定性計算方法，所述方法步驟如下：所述方法步驟如下：

步驟1、擬定巖溶地基穩定性計算的基本參數；

步驟2、進行巖溶地基的受力分析；

步驟3、求解巖溶地基由覆蓋層土體自重和覆蓋層表面作用的均布載荷產生的等效均布荷載；

步驟4、求解破壞巖體和破壞土體的自重；

步驟5：確定溶槽中破壞土體的土體破壞面與水平面的夾角；

步驟6：建立巖溶地基穩定性的非線性數學規劃模型；

步驟7：求解巖溶地基穩定性的非線性數學規劃模型，獲得巖溶地基穩定性安全系數。

所述擬定巖溶地基穩定性計算的基本參數包括：

一、以帶溶槽并含緩傾結構面的巖溶地基為研究對象，確定巖溶地基的幾何參數；

二、確定巖溶地基的巖體和土體的物理力學參數；

三、確定巖溶地基的荷載參數。

所述確定巖溶地基的幾何參數包括：覆蓋層土體的厚度為h，破壞巖體的高度為H，破壞巖體中的緩傾結構面與水平面的夾角α，破壞巖體與破壞土體分界面與水平面的夾角β；所述確定巖溶地基的巖體和土體的物理力學參數包括：破壞巖體的容重γ_r，破壞土體的容重γ_s，覆蓋層土體的容重γ_f，破壞巖體的緩傾結構面的內摩擦角破壞巖體的緩傾結構面的凝聚力c_r，破壞土體的內摩擦角破壞土體的凝聚力c_s；所述確定巖溶地基的荷載參數包括：覆蓋層表面作用的均布載荷p_s，破壞巖體的基巖頂面的獨立基礎上作用的等效荷載F_s。

所述巖溶地基的受力分析，具體為：