【摘 要】
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本文从隐伏岩溶顶板稳定性的影响因素入手,论述了现有常用岩溶顶板破坏模式的定量解析计算方法,深入探讨了现有抗剪模型和抗弯模型对岩溶顶板破坏模式的分析函数。结合抛物线
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本文从隐伏岩溶顶板稳定性的影响因素入手,论述了现有常用岩溶顶板破坏模式的定量解析计算方法,深入探讨了现有抗剪模型和抗弯模型对岩溶顶板破坏模式的分析函数。结合抛物线型摩尔破坏理论,运用基于功能关系的极限分析方法求解出隐伏圆形岩溶顶板的破坏模式。之后分析了在一定偏心距桩端荷载作用下隐伏圆形岩溶顶板的破坏模式,并提出了椭圆形隐伏岩溶向圆形岩溶近似转化的方法,最后提出了偏心距不为零时水平椭圆岩溶顶板破坏模式的分析方法。运用有限元数值分析法和工程实际验证的方法验证了本模型的可行性。其主要结论有:(1)在不考虑水体,气体,地层结构,地应力的影响时,岩溶顶板的破坏受到岩体抗压抗拉强度、顶板厚度、偏心距、岩溶长短轴大小、顶板厚度的影响,其极限破坏形式由边界条件冲切体底端直径和冲切体底端最远处距桩端的垂向距离决定。(2)计算推导出岩溶区域顶板冲切破坏时的冲切破坏体并不是梯形锥台,而是母线为一条形状为指数函数曲线的旋转冲切体。母线()的形状受到d
1/d控制,当0
1/d<1时,破坏体为倒锥形,由于受周围刚体约束,此时顶板不可能产生破坏。当11/d1/d趋于1时,为剪切破坏模式。d1/d趋于a/d时,破坏锥体母线为指数函数曲线,其破坏影响范围趋于整个岩溶上覆顶板。(3)给出了偏心距不为零时圆形岩溶顶板的破坏模式分析函数以及偏心距为零时椭圆形岩溶向圆形岩溶转化的近似转化方法,为便于工程中使用提出了视圆半径和视圆破坏角的概念,最终提出了偏心距不为零时椭圆形岩溶顶板的破坏模式分析函数。(4)建立了各影响因素间的函数关系,通过求解偏微分方程即可求解出相应破坏模式下顶板极限承载力、顶板最小安全厚度、视圆半径、视圆破坏角度以及冲切体破坏体的母线方程。
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