[发明专利]一种计算黄土地区路基下伏暗穴临界稳定性的方法

摘要

本发明公开了一种计算黄土地区路基下伏暗穴临界稳定性的方法，本发明首先根据黄土暗穴洞径的物理性质建立计算模型，计算出其屈服应力；建立动力方程，振型的圆频率取模态分析结果，计算出动荷载条件下的最大等效应力；改变埋深进行数值计算，得出最大等效应力与稳定埋深的关系，将模型中的屈服应力带入，得到模型土中暗穴的稳定埋深；依次改变中心距，计算稳定埋深，将其结果进行数值拟合，得到该黄土地区路基下伏暗穴稳定性判别曲线。本发明结合了数值分析的灵活性和解析解的完整性、连续性的优点，对动荷载下黄土暗穴稳定性进行洞径、中心距双变量临界埋深回归预测，具有较快的速度和较好的精确度，易于推广，能够很好满足具体工程的要求。

主权项

1.一种计算黄土地区路基下伏暗穴临界稳定性的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，将所需洞径的暗穴埋设在黄土地基中，假设黄土地基为理想弹塑性材料，根据黄土地基的弹性模量、密度、阻尼比、泊松比、粘聚力和摩擦角建立计算模型，并计算出该模型的屈服应力；步骤二，对计算模型进行无阻尼模态分析，并计算模态的自振圆频率，结合模态分析结果，建立运动方程，计算出瑞利阻尼系数；步骤三，求解运动方程，改变荷载周期进行动力瞬态分析，找出最不利荷载周期，得到最大等效应力；步骤四，改变暗穴埋设深度，重复步骤二至步骤三，对计算结果进行回归分析，拟合出所需洞径下等效应力随深度变化曲线；步骤五，将步骤一得出的屈服应力代入步骤四得出的等效应力随深度变化曲线中，得出所需洞径的暗穴洞顶临界稳定埋深；步骤六，改变暗穴离道路中心线的距离，重复步骤二至步骤五，得到多组数据，拟合出所需洞径下临界埋深随中心距变化的曲线，即稳定性判别曲线；步骤七，在临界稳定埋深随中心距变化曲线中代入所需中心距，即可得出临界稳定埋深，从而判断出黄土暗穴是否稳定。