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申请/专利权人：湖北工业大学

摘要：本发明公开了一种桩端下伏多溶洞地基的安全顶板厚度计算方法，首先将溶洞截面简化为规则的矩形，引入溶洞间隔，对冲切角进行修正，采用板理论进行求解，做出一定参数假设，然后计算考虑侧溶洞的冲切角，利用修正后的冲切角分别计算法向拉应力和切应力情况下安全顶板厚度，最后选取最大厚度作为最终的安全顶板厚度。相比传统计算方法，本发明考虑了岩溶区地基中多溶洞对冲切角所造成的影响，所构建的破坏模型更符合实际情况，求得的溶洞安全顶板厚度更为精确，与现存理论相比能更能符合实际情况的需要，达到为实际工程提供理论指导的目的。

主权项：1.一种桩端下伏多溶洞地基的安全顶板厚度计算方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、假设条件，由于实际地质条件复杂，为了能够实现计算，将溶洞截面简化为规则的矩形，引入溶洞间隔，对冲切角进行修正，采用板理论进行求解，做出如下基本假设：（1）岩溶顶板岩体完整且呈现水平状；（2）溶洞周围岩体为均质同种材料；（3）溶洞天然稳定；（4）桩端荷载视为静荷载；（5）不考虑桩侧摩阻力对溶洞顶板承载力的影响；（6）多溶洞类型包括下伏桩端溶洞和下伏桩侧溶洞，双溶洞处于同一水平空间；步骤2、冲切角计算，当溶洞顶板的跨厚比较大时，顶板一般发生冲切破坏，其破坏面可以简化为圆锥台面，在双溶洞情况下，其冲切台落点会位于桩侧溶洞靠近桩端一侧角点处，根据步骤1的假设计算含侧溶洞一侧冲切角α和无侧溶洞一侧冲切角θ；步骤3、仅考虑法向拉应力提供的承载力，计算双溶洞情况下考虑自重影响时无侧溶洞一侧安全顶板厚度关系为： 公式（15）含侧溶洞一侧安全顶板厚度为： 公式（16）上式中，h为桩端下溶洞顶板厚度，d为桩径，为容许冲切面法向拉应力，为抗冲切安全系数，为无侧溶洞一侧的自重拉应力，为含侧溶洞一侧的自重拉应力，为桩底应力；步骤4、仅考虑切向剪应力提供的承载力，多溶洞情况下考虑自重影响时无侧溶洞一侧安全顶板厚度为： 公式（24）多溶洞情况下考虑自重影响时含侧溶洞一侧安全顶板厚度为： 公式（25）上式中，为容许冲切面法向剪应力，为按抗剪模型计算的溶洞顶板安全系数，为无侧溶洞一侧的自重剪切应力，为含侧溶洞一侧的自重剪切应力；步骤5、从公式（15）、公式（16）、公式（24）和公式（25）中取计算得到的最大值，换算后记得到所需的桩端下伏多溶洞地基的安全顶板厚度；步骤2中，含侧溶洞一侧冲切角的计算公式如下： 公式（2）无侧溶洞一侧冲切角的计算公式如下： 公式（3）上式中，为桩端溶洞水平宽度；为两溶洞间水平净距；为桩端附近岩层土体内摩擦角。

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