基于随机有限元法的溶蚀坝基系统建坝适应性评价

张社荣，严 磊，王 超，孙 博，撒文奇

（天津大学 建筑工程学院，天津 300072）

1 引 言

岩溶地基在我国分布广泛，岩溶发育区域面积约占全国土地面积的 1/3，随着工程建设的开展，必将遇到越来越多的复杂岩溶地基。在岩溶地基上修建大坝等建筑物通常会遇到地基承载力不足、不均匀沉降以及抗滑稳定性不足等诸多问题[1]，而如何评价复杂溶蚀坝基条件下建坝适应性则是现阶段水利建设的关键问题。目前，对于复杂地质特别是溶蚀发育条件下建坝适应性的研究主要集中在两方面[2]：一是依靠试验手段，研究复杂坝基岩体地质特性及溶蚀发育对岩体物理力学参数的影响；二是借助有限元方法，研究复杂溶蚀地基条件下坝体的强度、变形和稳定性，从溶蚀坝基系统作用效应方面评价建坝适应性。而利用有限元分析理论研究复杂地基条件下坝体的工作性态是当前评价复杂地质条件下建坝适应性的主流。但有限元分析多以确定性理论为主，难点在于对溶蚀体的模拟。

当前常用的溶蚀地基有限元分析模型为确定性的实体模型，即先对复杂溶蚀地基实体建模，建立溶洞单体确定性的几何模型和力学模型，然后对不同种类的岩体所对应的单元赋予不同的力学参数，将坝基系统作为不同种类岩体的复合体[3]。但由于地质勘测的局限性，地质工程师只能通过有限的钻孔资料分析线溶蚀率，同时根据溶蚀发育规律推断出溶蚀发育情况，绘制的工程地质图并不能完全准确地表达地下溶蚀的实际发育情况。……