基于谱表示法和时间衰变模型的岩体稳定性评价

摘要

为了从时间尺度和空间变异性上研究石质文物危岩体的结构稳定性,建立了岩体强度参数的空间分布和时间退化模型.选取麦积山石窟13号窟危岩体为研究对象,利用强度折减法对石窟岩体稳定性进行模拟计算.模拟结果表明:① 麦积山13号窟现状条件下最大位移为1.8 mm,中部位移方向略微倾向石窟外侧,石窟顶部呈现局部塑性变形,但整体稳定性较好,模拟结果与现状调查较为一致.② 加入时间衰变模型后发现,13号窟现状条件下顶部位移为1.2 mm;预测50 a后洞窟最大位移位于洞顶,为1.3 mm;100 a后洞窟最大位移从洞顶转移至坡脚,为16.7 mm.③ 强度折减分析表明,100 a后模型产生大面积塑性区域贯通现象,洞顶发生拉张破坏,洞底剪切破坏.时空变异模型有效提高了传统静力学计算精度,通过时间退化模型真实地再现了石窟危岩体的动态破坏过程,在精确评价危岩体长期稳定性方面具有广泛应用价值,可为危岩治理提供参考.