岩土力学 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (S1): 561-571.doi: 10.16285/j.rsm.2022.0936

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北石窟寺平顶窟顶板稳定性评价与黏结补强有效性研究

裴强强1, 2, 3, 4，刘鸿1, 3, 4，崔惠萍1，白玉书2，王彦武1, 3, 4，韩增阳1   

  1. 1. 敦煌研究院，甘肃 敦煌 736200；2. 兰州理工大学 土木工程学院，甘肃 兰州 730050；3. 甘肃省敦煌文物保护研究中心，甘肃 敦煌 736200；4. 国家古代壁画与土遗址保护工程技术研究中心，甘肃 敦煌 736200；
  • 收稿日期:2022-06-20 接受日期:2022-12-11 出版日期:2023-11-16 发布日期:2023-11-19
  • 通讯作者: 刘鸿，男，1992年生，硕士，助理馆员，从事石窟寺与土遗址保护研究工作。E-mail：1059601195@qq.com E-mail:peiqiangq@163.com
  • 作者简介:裴强强，男，1981年生，博士，研究员，博士生导师，从事石窟寺、建筑和土遗址保护研究工作。
  • 基金资助:
    国家重点研发计划课题（No. 2019YFC1520604）。

Stability evaluation of the roof of the flat-roof caves and the analysis of the effectiveness of bonding and reinforcement in North Grottoes

PEI Qiang-qiang1, 2, 3, 4, LIU Hong1, 3, 4, CUI Hui-ping1, BAI Yu-shu2, WANG Yan-wu1, 3, 4, HAN Zeng-yang1   

  1. 1. Dunhuang Academy, Dunhuang, Gansu 736200, China; 2. School of Civil Engineering, Lanzhou University of Technology, Lanzhou, Gansu 730050，China; 3. Key Laboratory of Conservation and Research for Ancient Murals and Earthen Heritage Sites of Gansu Province, Dunhuang, Gansu 736200, China; 4. Research Center for Conservation of Cultural Relics of Dunhuang, Dunhuang, Gansu 736200, China
  • Received:2022-06-20 Accepted:2022-12-11 Online:2023-11-16 Published:2023-11-19
  • Supported by:
    This work was supported by the National Key Research and Development Plan of China(2019YFC520604).

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摘要： 顶板岩体层间开裂、崩落是砂岩石窟平顶窟顶板结构失稳的主要病害之一。调查北石窟寺平顶窟顶板发现，地层岩性、岩体层间抗拉强度、剥离体厚度、开口宽度及剥离体与基岩体连通率是影响开裂体稳定性的主要因素。为有效提高平顶板安全储备，增强平顶窟顶板的整体稳定性，根据现场调查和定量计算分析，将顶板开裂岩体划分为低风险、中风险、高风险、极高风险4个等级，抽象简化为“悬臂式折断破坏”和“重力式坠落破坏”两种主要破坏方式，并提出针对北石窟寺顶板开裂岩体稳定性评价的定量计算公式。通过北石窟寺现场注浆黏结试验发现，填充浆液面积覆盖率一般为40%～60%，对剥离体厚度不大于11.4 cm的裂隙岩石进行黏结加固可取得较为理想的效果，考虑8度抗震设防，其有效黏结厚度不大于10.89 cm。

关键词: 北石窟寺, 平顶窟, 稳定性, 风险等级, 黏结

Abstract: The interlayer cracking and collapse of the roof rock mass is one of the main diseases that cause the structural instability of the roof of flat-top caves in sandstone caves. Investigation on the flat roof caves in Northern Grottoes shows that lithology, tensile strength between rock layers, thickness of stripped body, opening width and connectivity rate between stripped body and bedrock are the main factors affecting the stability of cracking body. In order to effectively improve the safety reserve of the flat roof and enhance the overall stability of the roof, according to on-site investigation and quantitative calculation and analysis, the roof cracked rock mass is divided into four levels: low risk, medium risk, high risk and extremely high risk. According to the force characteristics and deformation failure mode, the roof cracked rock mass is simplified into two main failure modes: “cantilever fracture failure” and “falling failure”. Through the on-site grouting bonding test of the North Grottoes, it is found that the area coverage of the filling slurry is generally from 40% to 60%, and the bonding and reinforcement of the cracked rock with a thickness of no more than 11.4 cm can achieve ideal results. Considering of 8 degree for earthquake fortification intensity, the effective bonding thickness is not more than 10.89 cm.

Key words: North Grottoes, flat roof caves, stability, risk level, bonding

中图分类号: TU 451
[1] 冯德銮, 余洋, 梁仕华. 碱激发地聚物固化滨海软土的强度和水稳定性研究进展与评述[J]. 岩土力学, 2025, 46(S1): 13-39.
[2] 邓其宁, 崔玉龙, 王炯超, 郑俊, 许冲, . 三维边坡稳定性计算的ChatGPT辅助编程方法[J]. 岩土力学, 2025, 46(S1): 322-334.
[3] 徐全, 侯靖, 杨剑, 杨昕光, 倪绍虎, 陈鑫. 基于合成岩体技术的岩质边坡稳定性精细化分析[J]. 岩土力学, 2025, 46(7): 2062-2070.
[4] 李邵军, 张世殊, 李永红, 柳秀洋, 李治国, 徐鼎平, 程丽娟, 江权, 汤大明, 陈刚, . 双江口水电站极高应力大型地下厂房硬岩破坏机制与稳定性控制研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(5): 1581-1594.
[5] 刘祥宁, 张文杰, . 酸性干湿循环下铬污染土固化体浸出行为研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(4): 1196-1204.
[6] 孙文超, 王君豪, 徐文杰, 董晓阳, 任禾, 王洪兵, 张学杰, 王恒威, . 基于物质点法的高速公路弃渣场稳定性及 灾害动力学分析[J]. 岩土力学, 2025, 46(3): 991-1000.
[7] 曹虎, 张广清, 李世远, 汪文瑞, 谢彭旭, 孙伟, 李帅, . 基于断裂过程区的压裂驱油水力裂缝 扩展模型及应用[J]. 岩土力学, 2025, 46(3): 798-810.
[8] 龚囱, 戚燕顺, 缪浩杰, 肖琦, 熊良锋, 曾鹏, 赵奎, . 考虑裂纹分形维数的平行黏结模型细观参数标定的神经网络模型[J]. 岩土力学, 2025, 46(1): 327-336.
[9] 邓东平, 徐润冬, 彭一航, 文莎莎. 强度空间非均质性与各向异性特征下边坡稳定性极限平衡滑面应力法[J]. 岩土力学, 2025, 46(1): 55-72.
[10] 钱法桥, 邓亚虹, 慕焕东, 杨楠, 刘凡, 王梦晨, . 基于小波变换和拟动力法的边坡地震稳定性评价方法[J]. 岩土力学, 2025, 46(1): 88-96.
[11] 魏星, 陈睿, 程世涛, 朱明, 王子健, . 成都膨胀土地区深基坑降雨稳定性分析与变形预测[J]. 岩土力学, 2024, 45(S1): 525-534.
[12] 郭晓刚, 马垒, 张超, 淦树成, 王华, 甘一雄, 周通, . 软弱基底排土场边坡逆排堆高速率及稳定性控制方法研究[J]. 岩土力学, 2024, 45(S1): 596-606.
[13] 林滨强, 章德生, 简文彬, 豆红强, 王浩, 樊秀峰, . 风驱雨作用下植被斜坡稳定性响应研究[J]. 岩土力学, 2024, 45(9): 2765-2774.
[14] 冯世进, 徐熠, 杨俊毅, 郑奇腾, 张晓磊, . 基于集对-组合赋权的填埋场失稳风险评价方法[J]. 岩土力学, 2024, 45(7): 2129-2139.
[15] 何梓雷, 蒋关鲁, 冯海洲, 陈虹羽, 郭玉丰, 何晓龙, 李杰, . 基于变形的降雨后地震基覆型边坡劣化特性与机制研究[J]. 岩土力学, 2024, 45(6): 1789-1802.
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