桥梁基桩桩端溶洞顶板稳定性的模煳分析研究

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1、万方数据第24卷第8期2005年4月岩石力学与工程学报ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringVbl．24No．8April，2005桥梁基桩桩端溶洞顶板稳定性的模糊分析研究赵明华，程晔，曹文贵(湖南大学岩土工程研究所，湖南长沙410082)摘要：基于模糊集理论，结合湖南省某跨渠桥桩基工程地质勘察资料，建立了桥梁基桩桩端溶洞顶板稳定性的模糊二级综合评判模型与模糊极限平衡分析模型，并分别解决了相应的模糊分析参数构造与评价方法问题，最后分别应用于某一实际工程，分析结论基本

2、相同且与实际情况符合良好，为岩溶区桥梁基桩桩端溶洞项板稳定性评价提供了新的思路和方法。关键词：岩土力学；桩基；岩溶；模糊综合评判；模糊极限平衡分析中图分类号：Tu473．1文献标识码：A文章编号：1000—6915(2005)08—1376—08FUZZYMETHoDFoRTHES711ABILITYANALYSiS0FCAVERooFUNDERPILETIPINKARSTREGIoNZHAOMing-hua，CHENGYe，CAOWen—gui(GeotechnicalEngineeringInstitute，

3、HunanUniversity，Changsha410082，China)Abstract：Basedonthefuzzysetstheory，combinedwiththeexplorationdataofkarstofacanal—spanningbridgeinHunanprovince，themodeloftwo—stagefuzzysyntheticjudgmentandthefuzzylimit-equilibrium—analysismodelforthecaveroofstabilityunder

4、piletiparesetup．Thecorrespondingfuzzysetsofanalysisparametersareconstructedandevaluationmethodsaredevelopedaswell．Finally，thesetwomethodsareappliedtoanengineeringexampleshowingthatthesemethodsareeffectiveforstabilityevaluationofcaveroofunderpiletipinkarstregi

5、on．Keywords：rockandsoilmechanics：pilefoundation；karst：fuzzysyntheticjudgment：fuzzylimitequilibriumanalysis1引言我国岩溶区分布广泛，大量的桥梁建设中遇到了岩溶地质问题，基桩桩端溶洞顶板稳定性分析已成为岩土工程中的研究热点之一【lqJ，但至今尚缺乏公认的完善方法。文[6]提出了多种半定量的计算方法。文[3，5]采用极限平衡分析方法分析基桩桩端溶洞顶板稳定性，得到很多有实用价值的结论。文[2】采用三维弹塑性有限元

6、对溶洞顶板进行受力分析。文[4】采用强度折减有限元方法对此进行研究，同时得到具有明确物理意义的安全系数与破坏面及相应的破坏过程，有其优越性。上述文献都可归于确定性方法。而基于系统理论观点，影响桩端溶洞顶板稳定性的因素较多且明显包含模糊性，因此，本文引入模糊数学理论【7J，分别采用模糊综合评判方法和模糊极限平衡分析方法对此进行研究。2模糊综合评判方法2．1模糊评判基本理论根据模糊二级评判理论，把溶洞顶板稳定程度收藕日期：2003—10～27；修回日期：2003—12—08基金项目：国家自然科学基金资助项N(5037

7、8036)；中国高等学校博士学科点专项基金项Ijl(20020532008)作者简介：赵明华(1956一)，男，博士，1981年毕业于湖南大学土木工程系道路与桥梁工程专业，现任教授、博士生导师，主要从事桩基础及软土地基处理等方面的研究工作。E—mail：mhzhaohd@21cn．com。万方数据第24卷第8期赵明华等．桥梁基桩桩端溶洞项板稳定性的模糊分析研究的评判定义为有限论域U，把影响其稳定程度的因素视作u中的元素，表示为U={Ul，U2，⋯，地，⋯，U。)(i=1，2，⋯，n)(1)定义溶洞顶板稳定程度评语

8、集y，分成n个稳定级别，表示为V={vl，V2，⋯，v1，⋯，V。)(J=1，2，⋯，m)(2)对论域中单个影响因素Ui(江1，2，⋯，，2)进行评判，得到y上的模糊集{rfl，n2，⋯，‰)，将对每一个单因素评判的模糊集组合形成评判矩阵R。由于各因素重要性不同，需对各因素加权。用U上的F集日表示各因素的权重分配，它与评判矩阵R的合成，就构成评判模型。因此，综合评判的计算