Análisis de estabilidad de cimientos de cuevas que contienen superficies estructurales débiles
2.4.1 Método de análisis de equilibrio límite
Cuando hay dos o más grupos de planos estructurales débiles en la pared interior de la cueva, la estabilidad de la cueva está en un equilibrio límite. estado (Figura 2-8).
Figura 2-8 Estabilidad de los bloques de las paredes y del techo de las cuevas
Figura 2-8 Estabilidad de las rocas de las paredes y del techo de las cuevas
(1) Estabilidad coeficiente Fs del bloque de pared de la cueva;
fs =(w2 cosαTGφ1 c 1l 4)/(w2 sinα)(2-10)
Donde: φ es el ángulo de fricción interna L4 de la superficie estructural (grados); C1 es la fuerza de cohesión de la superficie estructural L4 (kPa); a es el ángulo de inclinación de la superficie estructural L4 (grados) W2 es la gravedad del bloque (kN);
(2) Coeficiente de estabilidad Fs del bloque de techo de la cueva:
El impacto de las cuevas y cuevas de tierra en áreas kársticas sobre los cimientos de los edificios
Donde: c1 es la estructura La cohesión de la superficie estructural L1 (kPa); C2 es la cohesión de la superficie estructural L2 (kPa); α es el ángulo de inclinación de la superficie estructural L1 (grados); β es el ángulo de inclinación de la superficie estructural L2 (grados); es la severidad del macizo rocoso (kN/m3).
Cuando Fs ≥ 2, el bloque es estable; cuando fs < 2, el bloque es inestable.
2.4.2 Método de análisis de la teoría elástico-plástica
Cuando existen planos estructurales débiles en el macizo rocoso alrededor de la cueva, se puede utilizar la teoría elastoplástica para obtener el estado tensional en el plano estructural débil, y luego Utilice el criterio de resistencia de Coulomb-Molar para juzgar su estabilidad.
Según el conocimiento de la mecánica de materiales, las fórmulas para determinar la tensión normal σ y la tensión cortante τ en cualquier sección oblicua que forme un ángulo β con el plano de tensiones principal grande son:
Cuevas kársticas en zonas kársticas La influencia de las cuevas terrestres en los cimientos de los edificios
Bajo este estado de tensión, la estabilidad de los cimientos de la cueva depende principalmente de la resistencia del cuerpo estructural y de la superficie estructural del macizo rocoso alrededor de la cueva. . Bajo el control de la superficie estructural, la estabilidad del macizo rocoso depende principalmente de la estabilidad antideslizante de la superficie estructural, y su criterio de falla razonable es la ecuación de Coulomb, es decir,
τ=σtgφ c (2-13)
Las condiciones de estabilidad son:
El impacto de cuevas y cuevas de tierra en zonas kársticas sobre los cimientos de los edificios
En la fórmula: k es el coeficiente de estabilidad antideslizante de la superficie estructural; t es la fuerza de deslizamiento que actúa sobre la superficie estructural; σ es la tensión normal que actúa sobre la superficie estructural; Conocido:
El impacto de cuevas y cuevas de tierra en áreas kársticas en los cimientos de los edificios.
Como se muestra en la Figura 2-9, en cualquier punto de la roca circundante de la pared de la cueva (como como punto B) ：
β=90 -α
Figura 2-9 Diagrama de tensiones de cimientos de cueva con superficie estructural
Figura 2-9 Cimientos de cueva con tensión de la superficie estructural
La tensión normal y la tensión de corte que actúan sobre la superficie estructural son respectivamente [34]:
El impacto de las cuevas y cuevas de tierra en áreas kársticas sobre los cimientos de los edificios
La posición de la superficie estructural es fija (su inclinación y su ángulo de inclinación permanecen sin cambios), mientras que la tensión y el ángulo radial α que actúan en diferentes posiciones de la superficie estructural son variables (por ejemplo, del punto B al punto A en la superficie estructural, el ángulo radial de α a α0). De la relación geométrica en la Figura 2-9, podemos obtener:
El impacto de las cuevas y cuevas de tierra en áreas kársticas en los cimientos de los edificios
Donde: R es el centro de la cueva distancia del punto O al punto B.
La fórmula del estado de tensión alrededor de la cueva es:
El impacto de las cuevas y cuevas de tierra en áreas kársticas sobre los cimientos de los edificios
Dónde: A es desde el punto O distancia al punto A; P0 es la tensión inicial de la roca original.
Sustituya la fórmula del estado de tensión (2-18) y la fórmula (2-17) alrededor de la cueva en la fórmula (2-16) para obtener:
El impacto de las cuevas kársticas y Cuevas de tierra en edificios en zonas kársticas La influencia de los cimientos
Después de completar la fórmula anterior, podemos obtener:
La influencia de las cuevas y cuevas de tierra en zonas kársticas en los cimientos de los edificios
Según la fórmula (2-20), puedes comprobar si el macizo rocoso en el punto B está dañado. De acuerdo con la condición de equilibrio límite τ=σtgφ c, obtenemos:
El impacto de las cuevas y cuevas de tierra en áreas kársticas sobre los cimientos de los edificios
Utilice la fórmula (2-21) para encontrar el radio mediante un algoritmo de prueba y error. La masa rocosa dentro de R será destruida.