巖溶地基的半定量評(píng)價(jià)

　　當(dāng)前雖有一些對(duì)洞體穩(wěn)定評(píng)價(jià)的定量方法，但是，洞體受力狀況、圍巖應(yīng)力場(chǎng)的演變十分復(fù)雜，要確定洞體破壞的形式和取得符合實(shí)際的巖體力學(xué)參數(shù)又很困難，兼之受到探測(cè)手段的局限，很難查清洞體與圍巖的邊界條件與性能指標(biāo)。因此，定量方法難以在工程實(shí)踐中應(yīng)用，半定量的評(píng)價(jià)方法較為實(shí)用，但目前尚屬摸索提高的階段。茲介紹幾種簡單、大多數(shù)工程可以辦到的半定量的評(píng)價(jià)方法，供試算時(shí)參考。

　　1）荷載傳遞線交會(huì)法

　　在剖面上從基礎(chǔ)邊緣按30°～45°擴(kuò)散角向下作應(yīng)力傳遞線，當(dāng)洞體位于該線所確定的應(yīng)力擴(kuò)散范圍之外時(shí)，可認(rèn)為洞體不會(huì)危及基礎(chǔ)的穩(wěn)定。由定性評(píng)價(jià)中的洞體頂板厚跨比（z/l）可知，當(dāng)集中荷載作用于洞體中軸線，z/l為0.5時(shí)，應(yīng)力擴(kuò)散線為頂板與洞壁交點(diǎn)的連線，它與水平面夾角相當(dāng)于混凝土的應(yīng)力擴(kuò)散角45°；當(dāng)z/l為0.87時(shí)，相當(dāng)于松散介質(zhì)的應(yīng)力擴(kuò)散角30°。

　　2）洞體頂板坍塌自行堵塞估算法

　　洞體頂板被裂隙切割呈塊狀、碎塊狀，頂板塌落后體積松脹，當(dāng)塌落向上發(fā)展到一定高度，洞體可被松脹物自行堵塞。在沒有地下水搬運(yùn)的情況下，可以認(rèn)為洞體空間已被支撐而不再向上擴(kuò)展了。設(shè)洞體空間體積為v0，塌落體體積v松脹后不僅充填了塌落空間，還充填了v0，時(shí)塌落高度h可由式（17.5－1）確定。

　　vk＝v0v17.5－1即v0＝v（k－1）17.5－2式中k—頂板巖石的松脹系數(shù)，對(duì)巖石取1.1～1.3；對(duì)土取1.05～1.1。設(shè)洞體頂板為中厚層灰?guī)r，洞體截面積為f，洞高h(yuǎn)0，假定塌落前后洞體均為柱形，則：

　　v0＝f.h017.5－3 v＝f.h17.5－4④按頂板抗彎厚度驗(yàn)算：

　　根據(jù)洞頂板巖體的實(shí)際狀況和完整性，按假定的梁或板的受力條件，驗(yàn)算所需的安全厚度。當(dāng)洞體頂板為厚層塊狀，完整性較好時(shí)，可視為四面嵌固的板驗(yàn)算其穩(wěn)定性，板的最大彎矩在長邊支點(diǎn)的中心處，反算所需的頂板安全厚度z/：

　　電阻應(yīng)變片測(cè)試法對(duì)已查明的淺層洞體，為驗(yàn)證在外荷載下洞頂板巖體的應(yīng)力狀態(tài)或已知裂隙面的變形情況，可在洞頂加載荷，沿縱橫洞軸方向貼設(shè)電阻應(yīng)變片及布置撓度量測(cè)，在加荷過程中追蹤測(cè)量。根據(jù)測(cè)得的最大應(yīng)力與巖體抗剪強(qiáng)度對(duì)比，若后者大于前者5～10倍，則認(rèn)為巖溶洞體的頂板是可靠的。為了解頂板巖體中某些裂隙處是否存在應(yīng)力集中及明顯的變形，可在裂面上及其一側(cè)分別貼電阻應(yīng)力片量測(cè)，若二者無明顯差別，則說明裂隙的存在并不影響頂板整體受力。