3)载荷试验法
在有代表性的浅层洞体上,将顶板岩体凿呈—梁状,有条件时底面或侧面亦可贴设电阻应变片,于其上分级加荷,观察其应力与变形。通过试验可以了解在特定条件下洞体的变形特征、破坏形式与顺序。例如在贵阳某工程试验中,随荷载的增加,梁的受拉区逐次出现拱形脱落,最后在支座处剪切破损。此外,通过试验可以反求顶板岩体参数,建立它与岩样强度指标,岩体纵波速度等的相关性,借此评价其他洞体的稳定性。
土洞的评价
在岩溶区进行岩土工程勘察时,首先可在岩溶发育区内,划出条件适宜土洞形成的区段,作为建筑区总图布置的依据。例如可将岩溶发育区中,地下水最高水位高于基岩面的土层分布区以及其他有利于土洞发育的地段划为土洞发育区。以便工程总体布局上避开成片密集分布的土洞发育带。
具备下列条件的部位都可能是有利于土洞发育的地段,对于工程来说应视为不利于建筑的地段。
1)土层较薄,土中裂隙发育,地表无植被或新挖方区,地表水入渗条件好,其下基岩有通道、暗流或呈负岩面的地段;
2)石芽或出露的岩体与上覆土层交接处,岩体裂隙通道发育且是地面水经常集中的入渗部位;3)土层下岩体中2组结构面交会,或处于宽大裂隙带上;
4)隐伏的深大溶沟、溶槽、漏斗等地段,邻近基岩面以上有软弱土层分布;
5)人工降水的降落漏斗中心;当岩溶导水性相对均匀,在漏斗中地下水流向的上游部位;当岩溶水呈集中管道流时,在漏斗中地下水流向的下游部位;
6)地势低洼、地面水体近旁。
岩土工程评价中,可参照上述条件进行土洞分布区的猜测,同时可以根据已查明的土洞平面分布密度进行发育与稳定程度的评价。如以地表塌陷的数字来划分发育带在有些著作中也可见到一些划分的推荐数值,如以每平方公里中土洞数与地表塌陷数作为土洞分布或地基稳定性的定量评价指标。但是,这一标准不适用于条件不同地区间的比拟。由前所述,由于土洞成因,土层厚薄,水的运行条件的差异,就不能仅凭目前单位面积上已有的土洞数或塌陷数认定其对工程的危害程度。
对于土洞单体稳定性评价的问题,曾有按人工洞室评价的方法去评价土洞的稳定。事实上,在自然条件下形成的土洞与土体中的人工洞穴不同,前者是在自然条件下发生和发展,其埋藏深度一般较浅,分布密集,突发性强,有时虽可以处于暂时稳定,但一旦条件具备,便可继续发展。以目前的勘探手段尚难查明单个土洞的几何要素,而且,钻探、钎探、触探穿过土洞顶板,就可成为地表水下渗的通道,促使土洞丧失稳定而继续发展。后者是深埋于土体的人工空间,断面尺寸可以随土质而定,顶部可凿成拱形,必要时可加以衬砌,两者情况迥然不同。因此在工程实践中,对已查明的土洞无不进行工程处理,迄今尚未见某个土洞经稳定计算,未经处理其上建筑物使用完好的先例。
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