岩溶地层地铁区间隧道围岩临界承载力研究.pdf

第11期
研竤哈
岩洛地层地铁区向隧道围岩临界承载门我
王祥秋周志国
佛山大学环境与土木建筑学院,528002,佛山;2.广州市建筑科学研究院,510440,广州∥第一作者,教授)
摘要岩溶地质构造在我国广泛分布,岩溶地质构造给地设的逐步展开,因岩溶塌陷引起的工程事故以及经济
下工程造成的影响不容忽视。通过对岩溶地质构造特征进损失逐年增加。如何有效避免和降低岩溶地质给工
分析,基于损伤理论与尖点突变理论,建立岩溶体顶部弯程建设所造成的危害已经引起了学术界的广泛关注。
剪破坏与边墙屈曲破坏两种力学模型。针对层状围岩推导
全世界地质与岩土工程领域相关专家学者就岩溶地
出基于顶部弯剪破坏模式的临界承载能力计算公式,并通过
质的形成机理、岩溶工程地质分析方法和探测技术、
对某岩溶区段地铁区间隧道运行期间的稳定性分析验证了
研究成果的合理性。
岩溶塌陷灾害以及岩溶地基基础等方面做了大量的
关键词地铁;区间遂道;岩溶地层;损伤理论;临界承
研究工作,取得了初步的研究成果。其中与土木工程
建设直接相关,以及工程师们密切关注的研究领域主
中图分类号U451t.2
要有岩溶地质探测、超前预报技术,以及岩溶地基基
础灾害评价和处治技术。国内学者针对岩溶地质地
Critical Bearing Capacity of Subway' s nterzone Tunnel in基基础的稳定性展开了一系列研究工作,其中具有代
Karst Stratum
表性的工作主要有:文献[2]综合运用强度折减技术、
Wang Xiangqiu, Zhou Zhiguo
弹塑性有限元和二分法探讨了基柱下溶泂顶板稳定
Abstract Karst stratum is widely distributed in China, the in性的评价方法;文献[3]以青溪大桥桥基岩溶洞穴围
luence of Karst geologic structure to the underground engl-岩工地质条件定性分析为基础,在岩土自重和桩基
neering can not be neglected. Based on an analysis of the char
的外附荷载作用下,利用定性分析、结构力学半定量
acteristics of Karst geologic structure, the damagc theory and
分析方法和三维有限元定量计算手段,对桥墩所在位
the catastrophe thcory, two kinds of destruction model are set
置的溶洞顶板稳定性进行了综合评价。文献[4通过
up; the top bend-shear and the lateral wall
to the top bend-shear model, a formula of critical bearing ca
桩端岩体临空面半定量分析评价和深井静载荷试验
Dacity is established for the layered surrounding rock,nhem.对岩溶地区嵌岩桩桩端蓿体临空面稳定性进行初步
tionality about this research has been expounded by the stability探讨。文献[5]等利用三维有限单元法对桩基础下的
analysis for subway's inter-zone tunnel in the Karst area
溶洞顶板进行应力分析计算,并采用多元线性回归的
Key words metro; Inter- zone tunnel; Karst stratum;dam-方法探讨桩底到溶洞顶部距离临界值与溶洞大小和
age theory; critical bearing capacity
单桩设计荷载之间的关系。文献6]利用弹性理论
First-author's address College of Civil Engineering, Foshan推导了岩石地基中溶洞周围的应力状态,利用格里菲
University, 528()02, Foshan, China
斯强度理论,对含溶洞岩石地基的稳定性进行了定量
计算判別。文献[7基于突变理论导出了岩溶区嵌岩
0引言
桩的能量势函数和分又集方程,建立了岩溶区嵌岩桩
承载力及其下伏溶洞顶板安全厚度确定的尖点突变
岩溶地貌在全金球广泛分布,仅在我国范围内存在模理;并根据岩溶区嵌岩柱下伏溶洞顶板失稳破坏条
的可溶性磯酸盐分布面积就高达3.44×10°km"'。件,提出了岩溶区嵌岩桩承载力及其下伏溶洞顶板安
岩溶地质条件给土木工程建设带来了严重的影响。全厚度的确定方法。文献8根据地下洞室普氏平衡
随着高速公路、铁路以及城市地下工程等基础设施建拱理论,建立覆盖层土体的天然平衡拱高度,即临界
土洞的极限平衡高度公式。文献]基于铁路列车振
x东省自然科学棊金资助项目(5300512)
动现场测试成果,对列车振动对岩溶塌陷的危害程度