强度折减法计算石窟的稳定性

强度折减法计算石窟的稳定性_石窟岩体结构稳定

    11.2.7　强度折减法计算石窟的稳定性

    采用强度折减法对模型强度参数进行折减。计算结果表明，当折减系数为1.45时，模型出现不稳定应变。附图57为廊柱发生临界状体破坏塑性分布图。图中红色单元表示张拉破坏，黄色单元表示剪切破坏，蓝色单元表示未破坏。

    在临界状态下，模型会在第9窟、第10窟前的廊柱发生破坏，破坏类型为底部剪切破坏，顶部张拉破坏。图中的剪切破坏区较大，主要发生在廊柱的底部，柱的顶部有较小的张拉破坏区。分析其原因，当模型的强度不断降低时，由于底部风化内凹现象最严重，剪应力最集中，首先会在底部发生剪切破坏。当廊柱底部发生剪切破坏时会向下滑动，进而对廊柱造成张拉作用，当石柱从顶部拉断时，将发生整体破坏。

    采用强度折减法评价石窟的整体稳定性，目前无明确的规范。参照相关规范及文物的重要性，暂按下述标准进行稳定性评价：

    

    计算表明，当折减系数为1.45时，洞窟将出现难以收敛的变形，因此第9窟、第10窟整体稳定性系数为1.45，故目前洞窟整体处于基本稳定状态。

    随着风化、掉块的进一步加剧，岩石的强度会进一步降低。当强度降低到一定程度后，首先会在第9窟、第10窟的石柱底部发生剪切破坏，进而引起石柱顶部的张拉破坏，从而导致石柱发生整体破坏。故建议对第9窟、第10窟前的4根廊柱作长期监测，采取必要的粘接、加固等保护措施，并防止风化的进一步加剧。