摘要
在多年的风化作用和自重应力的影响下,大足石刻北山168窟的石窟壁和其顶板位置出现了大量的裂缝现象,导致洞窟顶部围岩的稳定性变差,面临失稳坍塌的危险,为了能够对平顶石窟顶板破碎围岩进行有效加固,针对现场的地质情况,采用一种悬吊锚杆的顶板加固方式。首先根据现场调查确定出顶板裂缝的分布规律,总结出石窟顶板开裂的主要原因,然后利用新奥法的思想在考虑最不利围岩受力的情况下计算出锚杆的锚固长度,最后利用数值模拟的手段分析悬吊梁加固方法在降雨条件下石窟顶板的位移变化及应力情况。结果表明:在悬吊锚杆加固条件下,其顶板各个方向位移均不超过1 mm;石窟洞口位置及靠近洞内位置应力较为集中,最大拉应力小于砂岩的抗拉强度值,顶板围岩处于稳定状态;悬吊锚杆支护过程中锚固段承受拉应力,平均所受轴力为31 kN,受力情况较好。从现场加固前后曲线数据可以看出,悬吊梁加固工法减少了裂缝的波动值,可以认为在悬吊锚杆加固条件下石窟保持稳定状态,该悬吊锚杆加固方式可为类似平顶石窟薄板破碎顶板的稳定性支护提供参考。
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单位中国文化遗产研究院; 中国矿业大学(北京); 深部岩土力学与地下工程国家重点实验室; 建筑工程学院; 中国电建集团北京勘测设计研究院有限公司