[发明专利]一种空洞型岩溶地面稳定性评估方法

说明书

本发明公开了一种空洞型岩溶地面稳定性评估方法，本方法中，是根据太沙基散体理论和试验结果，将空洞型岩溶地面稳定性问题转化为溶洞以上沿垂直方向剪切面形成土柱在多因素共同作用下的稳定性问题；以安全系数为标准将含有空洞的地面的状态可以划分为稳定状态、临界状态与失稳状态三类；对于处于临界以及失稳状态的地面，运用可靠度计算方法，通过抽样随机数的循环计算得到其失效概率，提高了评估的精度和系统性。本发明适合应用于建筑工程施工以规避塌陷风险，具有评估系统性好，评估结果准确性和可靠性高等优点。

技术领域

本发明涉及地质领域的一种地面稳定性研究技术，尤其是涉及一种空洞型岩溶地面稳定性评估方法。

背景技术

岩溶又称喀斯特，其最早因南斯拉夫西北部伊斯特拉半岛上的石灰岩高原而得名，为地表水或地下水与可溶性岩石相互溶蚀形成的独特的大量地下空洞间隙的地貌形态。其在世界范围内分布广泛，中国也是主要的分布区域之一。据不完全统计，可溶性的石灰岩在我国的分布面积达到3.43×10⁶km²，占据了国土总面积的1/3。不过，在这广泛分布的石灰岩之中，仅有1.25×10⁶km²裸露在外，其余均处于隐伏状态。近年来，随着人口的快速增长和城市化进程的推进，大量的岩溶地区为人类开发利用。岩溶地区岩土体原有的状态和环境发生改变，由此带来了一系列突发性的灾害，对于人们的生命和财产安全带来了极大的威胁。

岩溶塌陷是在岩溶发育地区上覆土层或隐伏岩溶顶板在人为活动或天然因素作用下，特别是水动力条件改变引起的环境效应作用下，发生突然坍塌的现象。近些年，随着资源利用的日益加强，由此触发地面塌陷频繁发生，成为主要环境地质灾害，引起了研究人员的广泛关注。大量塌陷实例的总结表明促使地面塌陷发生的因素是多种多样的，包括例如岩溶发育条件、地下水条件、覆盖层条件、地形地貌和人工活动等在内。由于岩溶塌陷诱发因素的多样性，使得每个地面塌陷的形成都存在着差异，于是大量有关地面塌陷形成机理的研究工作展开。在研究的基础上提出了包括重力致塌模式、浅蚀致塌模式、真空吸蚀致塌模式、冲爆致塌模式、振动致塌模式、荷载致塌模式、溶蚀致塌模式和根蚀致塌模式等八种形成机制。之后，对于同样的土-岩体，又提出了岩溶塌陷的盖层地质概化模型，并对不同耦合模式下的耦合规律及数学模型表达进行了探讨。随着新技术的推广，层次分析法、神经网络和GIS技术等先进的方法也先后被引入进行岩溶地区的区划研究。国外有关岩溶塌陷的研究工作比较注重实用性，主要包括坍塌灾害保险方法、岩溶塌陷数据库和地理信息系统(GIS)应用、潜在坍塌的探测、检测、预防以及塌陷坑的工程处理。

综上所述，地面塌陷的研究大多集中于定性的研究，定量研究较少。定性的研究结果，难以直接应用到建筑工程施工中以规避塌方灾害。故怎样提供适合应用于建筑工程施工以规避塌陷风险的定量研究评估方法，以及怎样提高评估结果的准确性和系统性，均称为本领域技术人员有待考虑的问题。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：怎样提供一种适合应用于建筑工程施工以规避塌陷风险的，评估系统性好，评估结果准确性和可靠性高的空洞型岩溶地面稳定性评估方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种空洞型岩溶地面稳定性评估方法，其特征在于，包括以下步骤：