论文部分内容阅读
岩溶问题一直是困扰工程建设的大问题,对工程地基稳定性有着重大影响,因此查清岩溶发育规律,寻求行之有效的治理方法具有重大意义。本文以昆明小哨机场航站楼地下溶洞为研究对象,以现场调查、勘察地质资料为基础,以岩溶场地岩溶发育特征及地基稳定性分析为核心,运用定性、半定量及数值模拟的方法分析得出了研究区岩溶地基在桩基荷载作用下的稳定性状况,并对桩下溶洞的处理措施提出建议。主要内容及认识如下:1、研究区地表岩溶以石芽、溶沟、溶槽、岩溶洼地、岩溶漏斗、落水洞及溶蚀槽谷等形式出现,而地下岩溶则以隐伏石芽、溶沟、溶孔、溶缝及溶洞等为表现形式。岩溶洼地、漏斗等地表岩溶的发育具有其自身的特征,表现为地层界线,构造线附近岩溶较其它部位明显发育,D3z白云岩地层较其余灰岩地层反而更为发育。研究区地下溶洞主要为管隙式及洞穴型两种形式,管隙式溶洞发育相对于洞穴型溶洞发育要集中一些,但总体来说2070~2075m高程范围为地下溶洞发育的优势层位。地下溶洞在平面分布上表现为断层及褶皱核部等部位,地下溶洞发育强烈,且多呈大洞径溶洞产出,顶板岩芯RQD值偏低,而顶板厚度则相对要薄。2、研究区岩溶的发育受多种因素影响和制约。表现为地层岩性及产状控制岩溶的发育程度,表现为以F10断层为界,北东侧白云岩地层岩溶现象明显,而南西侧灰岩地层岩溶发育反而较弱;地质构造影响岩溶的发育趋势,地表及地下岩溶表现为沿构造线极为发育,且具有一定的方向性,岩溶洼地、岩溶漏斗长轴方向与构造线走向基本一致,地下溶洞也具有沿构造线走向集中发育的特点;地下水影响岩溶的发育强度,表现为在地表水容易集中汇集地段,地表及地下岩溶都十分发育;地形地貌影响岩溶的发育范围,在地形陡峻的横山一带,岩溶多以表层形态出现,在地势相对平缓的地段,岩溶地表及地下形态均较发育,而在地势低洼的槽谷地段,岩溶则十分发育,且岩溶洼地地表形态规模较大。3、研究区岩溶塌陷的形成主要是土层潜蚀致塌及溶洞顶板破坏致塌两种机理作用的结果。同时多种原因又造成了研究区塌陷发育的不均一性,表现为以断层F10为界,北东侧以洼地、漏斗为表现形式的岩溶塌陷十分发育;南西侧所见的岩溶塌陷数量确很少,但规模较大。4、岩溶地基稳定性影响因素很多,包括节理裂隙、岩石强度及岩层产状、溶洞形态及埋藏情况、外加荷载形式及大小、地下水及洞内充填物等等。而各影响因素对地基稳定性影响程度确各有差异,作者选取其中影响最大的岩体强度、顶板厚度、溶洞形态及洞径4个因素建立定性评价体系,而后对研究区揭示溶洞进行了稳定性定性评价,其结果和后面的半定量评价具有很好的一致性,表明定性评价体系具有很好的实用性及可信度。5、在将研究区溶洞失稳模式概化的基础上,运用包括抗剪切破坏、抗冲切破坏、抗弯破坏及局部稳定性破坏等几种力学半定量计算方法对研究区钻孔揭露溶洞进行了评价,得出了研究区溶洞在桩基荷载作用下的稳定性状况。分析表明研究区溶洞在桩荷载作用下顶板稳定性整体状况较好,钻孔揭露118个溶洞在桩基荷载作用下,处于稳定状态的有79个,占总数的67%。6、用数值模拟的方法对研究区典型溶洞稳定性进行了模拟,得出的结果和定性及半定量评价的结果具有较好的一致性,说明了半定量得出的结论具有很好的指导性。另外,本文还用数值方法对典型溶洞处理的情况进行了模拟,取得了很好的效果,为研究溶洞的处理提供了很好的参考价值。7、对研究区岩溶塌陷及存在稳定性问题的溶洞提出了处理对策,对塌陷的处理,在做好排水的基础上采用回填,强夯及灌浆相结合的手段进行处理;对洞穴型溶洞建议采用混凝土充填溶洞的方式处理,而对于管隙式延伸较深的溶洞则建议采用钢筋混凝土盖板跨越的方法处理。