本發(fā)明涉及地質(zhì)領(lǐng)域的一種地面穩(wěn)定性研究技術(shù)，尤其是涉及一種空洞型巖溶地面穩(wěn)定性評(píng)估方法。

背景技術(shù)：

巖溶又稱(chēng)喀斯特，其最早因南斯拉夫西北部伊斯特拉半島上的石灰?guī)r高原而得名，為地表水或地下水與可溶性巖石相互溶蝕形成的獨(dú)特的大量地下空洞間隙的地貌形態(tài)。其在世界范圍內(nèi)分布廣泛，中國(guó)也是主要的分布區(qū)域之一。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，可溶性的石灰?guī)r在我國(guó)的分布面積達(dá)到3.43×10⁶km²，占據(jù)了國(guó)土總面積的1/3。不過(guò)，在這廣泛分布的石灰?guī)r之中，僅有1.25×10⁶km²裸露在外，其余均處于隱伏狀態(tài)。近年來(lái)，隨著人口的快速增長(zhǎng)和城市化進(jìn)程的推進(jìn)，大量的巖溶地區(qū)為人類(lèi)開(kāi)發(fā)利用。巖溶地區(qū)巖土體原有的狀態(tài)和環(huán)境發(fā)生改變，由此帶來(lái)了一系列突發(fā)性的災(zāi)害，對(duì)于人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)了極大的威脅。

巖溶塌陷是在巖溶發(fā)育地區(qū)上覆土層或隱伏巖溶頂板在人為活動(dòng)或天然因素作用下，特別是水動(dòng)力條件改變引起的環(huán)境效應(yīng)作用下，發(fā)生突然坍塌的現(xiàn)象。近些年，隨著資源利用的日益加強(qiáng)，由此觸發(fā)地面塌陷頻繁發(fā)生，成為主要環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害，引起了研究人員的廣泛關(guān)注。大量塌陷實(shí)例的總結(jié)表明促使地面塌陷發(fā)生的因素是多種多樣的，包括例如巖溶發(fā)育條件、地下水條件、覆蓋層條件、地形地貌和人工活動(dòng)等在內(nèi)。由于巖溶塌陷誘發(fā)因素的多樣性，使得每個(gè)地面塌陷的形成都存在著差異，于是大量有關(guān)地面塌陷形成機(jī)理的研究工作展開(kāi)。在研究的基礎(chǔ)上提出了包括重力致塌模式、淺蝕致塌模式、真空吸蝕致塌模式、沖爆致塌模式、振動(dòng)致塌模式、荷載致塌模式、溶蝕致塌模式和根蝕致塌模式等八種形成機(jī)制。之后，對(duì)于同樣的土-巖體，又提出了巖溶塌陷的蓋層地質(zhì)概化模型，并對(duì)不同耦合模式下的耦合規(guī)律及數(shù)學(xué)模型表達(dá)進(jìn)行了探討。隨著新技術(shù)的推廣，層次分析法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和gis技術(shù)等先進(jìn)的方法也先后被引入進(jìn)行巖溶地區(qū)的區(qū)劃研究。國(guó)外有關(guān)巖溶塌陷的研究工作比較注重實(shí)用性，主要包括坍塌災(zāi)害保險(xiǎn)方法、巖溶塌陷數(shù)據(jù)庫(kù)和地理信息系統(tǒng)(gis)應(yīng)用、潛在坍塌的探測(cè)、檢測(cè)、預(yù)防以及塌陷坑的工程處理。

綜上所述，地面塌陷的研究大多集中于定性的研究，定量研究較少。定性的研究結(jié)果，難以直接應(yīng)用到建筑工程施工中以規(guī)避塌方災(zāi)害。故怎樣提供適合應(yīng)用于建筑工程施工以規(guī)避塌陷風(fēng)險(xiǎn)的定量研究評(píng)估方法，以及怎樣提高評(píng)估結(jié)果的準(zhǔn)確性和系統(tǒng)性，均稱(chēng)為本領(lǐng)域技術(shù)人員有待考慮的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：怎樣提供一種適合應(yīng)用于建筑工程施工以規(guī)避塌陷風(fēng)險(xiǎn)的，評(píng)估系統(tǒng)性好，評(píng)估結(jié)果準(zhǔn)確性和可靠性高的空洞型巖溶地面穩(wěn)定性評(píng)估方法。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案：

一種空洞型巖溶地面穩(wěn)定性評(píng)估方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：經(jīng)歷了長(zhǎng)期地質(zhì)時(shí)期形成的巖土體通常情況下是成層分布的，為了對(duì)于空洞型巖溶地面的穩(wěn)定性做出有效地評(píng)價(jià)。首先，通過(guò)勘測(cè)和試驗(yàn)的手段獲取空洞本身和相關(guān)影響因素的量化數(shù)據(jù)；具體數(shù)據(jù)包括待評(píng)估地面區(qū)域內(nèi)的空洞地面投影的直徑(當(dāng)投影為圓面時(shí)選取投影的直徑，當(dāng)投影為非圓形時(shí)選取等效直徑計(jì)算)的平均值d，待評(píng)估地面區(qū)域內(nèi)空洞頂板以上的巖土體不同形成層的天然重度的平均值γi、厚度的平均值hi、粘聚力的平均值ci、內(nèi)摩擦角的平均值孔隙率的平均值ni以及泊松比的平均值μi(其中i為不同形成層的編號(hào))。另外，考慮到地下水和地表水變化帶來(lái)的影響，還需要對(duì)于待評(píng)估地面區(qū)域內(nèi)地表積水的深度的平均值hw、在地表水滲流過(guò)程中通過(guò)上覆土體的每一個(gè)巖土層形成的水力梯度的平均值ji以及當(dāng)?shù)叵滤幌陆档巾敯逡韵滦纬傻乃^差的平均值△h。這里需要說(shuō)明的是在進(jìn)行數(shù)據(jù)獲取過(guò)程中，需要取得m組平均值(m為大于或等于6的自然數(shù))，并且每組平均值的確定需要包含不少于3個(gè)樣本數(shù)據(jù)。

步驟2：將步驟1中獲取的m組參數(shù)數(shù)值，分別代入到公式1完成單次安全系數(shù)ksv的計(jì)算；

公式1：

公式中，

d—待評(píng)估地面區(qū)域內(nèi)的空洞地面投影的直徑的平均值，單位m；

γi—待評(píng)估地面區(qū)域內(nèi)空洞頂板以上的巖土體不同形成層的天然重度的平均值，單位n/m³；

hi—待評(píng)估地面區(qū)域內(nèi)空洞頂板以上的巖土體不同形成層的厚度的平均值，單位m；

ni—待評(píng)估地面區(qū)域內(nèi)空洞頂板以上的巖土體不同形成層的孔隙率的平均值；

ji—在評(píng)估地面區(qū)域內(nèi)地表水滲流過(guò)程中通過(guò)上覆土體的每一個(gè)巖土層形成的水力梯度的平均值；

—待評(píng)估地面區(qū)域內(nèi)空洞頂板以上的巖土體不同形成層的內(nèi)摩擦角的平均值，單位°；

μi—待評(píng)估地面區(qū)域內(nèi)空洞頂板以上的巖土體不同形成層的泊松比的平均值；

ci—待評(píng)估地面區(qū)域內(nèi)空洞頂板以上的巖土體不同形成層的粘聚力的平均值，單位mpa；

i—待評(píng)估地面區(qū)域內(nèi)空洞頂板以上的巖土體不同形成層的編號(hào)；

γw—待評(píng)估地面區(qū)域內(nèi)地面水的天然重度(為公知的確定值)，單位n/m³；

hw—待評(píng)估地面區(qū)域內(nèi)地面積水深度的平均值，單位m；

△h—在評(píng)估地面區(qū)域內(nèi)當(dāng)?shù)叵滤幌陆档巾敯逡韵滦纬傻乃^差的平均值，單位m；

ah—水平向設(shè)計(jì)地震加速度代表值；

ξ—地震作用效應(yīng)的折減系數(shù)，除特別規(guī)定外，取0.25；

g—重力加速度(為公知的確定值)，n/m³；

α—地震加速度分布系數(shù)對(duì)于地基，可取α＝1.0；

u—為測(cè)量得到的待評(píng)估地面區(qū)域內(nèi)空洞頂板以上的巖土體形成層的總層數(shù)；

利用通過(guò)公式1求得的m個(gè)(m為等于或大于6的自然數(shù))單次安全系數(shù)ksv計(jì)算安全系數(shù)計(jì)算平均值ks

當(dāng)計(jì)算結(jié)果為ks>1時(shí)，判定研究地面處于穩(wěn)定狀態(tài)；當(dāng)計(jì)算結(jié)果為ks＝1時(shí)，判定研究地面處于臨界狀態(tài)；當(dāng)計(jì)算結(jié)果為ks<1時(shí)，判定研究地面處于不穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)判定研究地面處于臨界及不穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，此時(shí)需要進(jìn)一步繼續(xù)執(zhí)行下述步驟；

步驟3：定義功能函數(shù)z(公式2)；

公式2：

公式中，各字符意義和公式1相同；

步驟4：對(duì)于步驟1中獲取的d、hi、γi、ji、△h、ni、μi、hw參數(shù)數(shù)值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得到各參數(shù)的分布函數(shù)。將上述確定的各參數(shù)的分布函數(shù)代入公式2確定功能函數(shù)的分布函數(shù)f(x)和模擬次數(shù)n；

步驟5：運(yùn)用隨機(jī)函數(shù)在0-1范圍內(nèi)進(jìn)行抽樣，得到隨機(jī)數(shù)x。將得到隨機(jī)數(shù)x代入由步驟4確定的功能函數(shù)的分布函數(shù)，即可得到功能函數(shù)的分布函數(shù)f(x)對(duì)應(yīng)的數(shù)值；

步驟6：重復(fù)步驟5的計(jì)算，直至達(dá)到模擬次數(shù)n，計(jì)算失穩(wěn)概率pf；失穩(wěn)概率計(jì)算方式為，重復(fù)步驟5計(jì)算結(jié)果等于和小于零的次數(shù)l除以模擬次數(shù)n的比例；然后即可得出非穩(wěn)定的空洞型地面失穩(wěn)的量化指標(biāo)。

其中，公式1的原理是

從工程實(shí)際來(lái)看，大部分巖溶塌陷處于淺埋狀態(tài)。根據(jù)太沙基散體理論和試驗(yàn)結(jié)果(伏爾姆1937)，空洞型巖溶地面穩(wěn)定性問(wèn)題可以轉(zhuǎn)化為，溶洞以上沿垂直方向剪切面形成土柱在多因素共同作用下的穩(wěn)定性問(wèn)題(如圖2)。

其中，影響因素的選取及作用力表達(dá)式的確定如下：

對(duì)于土柱的穩(wěn)定性帶來(lái)影響的作用力我們可以歸納為致塌力和抗塌力。這些力的產(chǎn)生源于對(duì)于整個(gè)破壞過(guò)程帶來(lái)影響的各種影響因素，所以我們需要對(duì)于地面穩(wěn)定性的影響因素進(jìn)行選取。

1)致塌力(s)

①覆蓋層巖土體自重g。自重是巖土體的固有屬性，在地面塌陷過(guò)程中發(fā)揮著直接作用。其表達(dá)式如下：

其中，各字符意義和公式1中相同。

②豎向地震力qv。地震現(xiàn)象所帶來(lái)的影響可以視為動(dòng)力響應(yīng)。它作用后果最直觀的表現(xiàn)為斷層的產(chǎn)生破壞了原有地質(zhì)構(gòu)造的連續(xù)性，加速了地質(zhì)體的變形量，引起液化效應(yīng)，地震效應(yīng)等多種破壞活動(dòng)，從而激發(fā)了頂蓋塌陷現(xiàn)象的產(chǎn)生。這里僅考慮豎向地震力帶來(lái)的影響。對(duì)于某點(diǎn)處水平地震力的計(jì)算這里參考選用下列公式運(yùn)用擬靜力法進(jìn)行分析，就已存的地震記錄來(lái)看，根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料一般豎向地震作用qv為水平地震作用qh的1/2-2/3。為保證計(jì)算安全性的要求這里選取豎向地震慣性力系數(shù)2/3。計(jì)算式如下：

qv＝2/3qh

(2)

其中，ah—水平向設(shè)計(jì)地震加速度代表值，可按照地震烈度選取見(jiàn)表1；

ξ—地震作用效應(yīng)的折減系數(shù)，除特別規(guī)定外，取0.25；

g—重力加速度(為公知的確定值)，n/m³；

α—地震加速度分布系數(shù)對(duì)于地基可取αi＝1.0；

表1水平向設(shè)計(jì)地震加速度代表值

③水因素。水是巖溶地區(qū)最為活躍的因素，它的存在與運(yùn)動(dòng)會(huì)使得巖土體的強(qiáng)度降低，加速溶洞的形成與發(fā)展。按照所處地理位置的不同可以分為地下水和地表水。

ⅰ.地表水。對(duì)于地表水的作用而言主要包括三個(gè)方面。首先，大氣降雨產(chǎn)生的地面上部積水的形成會(huì)在土柱頂部產(chǎn)生荷載作用。其次，地表水下滲使得土柱的自重增加。再次，地表水在流動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生下滲力。其產(chǎn)生的作用力如下：

ⅰ地面積水在土柱頂部產(chǎn)生的荷載f1：

其中，各字符意義和公式1中相同；

ⅱ地表水的滲入使得土柱重力的增量g1：

其中，各字符意義和公式1中相同；

ⅲ地表水的滲流產(chǎn)生的豎向滲透力f2：

其中，各字符意義和公式1中相同；

ⅱ.地下水。地下水位降到溶洞頂板以下產(chǎn)生負(fù)壓力，促進(jìn)地面塌陷的發(fā)育。根據(jù)波—馬定律：一定質(zhì)量的理想氣體在溫度不變的情況下其壓強(qiáng)與氣體的體積成反比。公式表達(dá)為p1v1＝p2v2＝c(常數(shù))，可以看出由于體積的增大壓強(qiáng)減小所以產(chǎn)生對(duì)于溶洞頂板下拉的負(fù)壓力。另外從實(shí)際計(jì)算來(lái)看采用方程

δp＝γwδh

(7)

其中，各字符意義和公式1中相同；

2)抗塌力(r)

抗塌力主要是由于巖土體自身的屬性巖土體之間的粘聚力和內(nèi)摩擦角形成的剪切力提供，在這里考慮巖土體的破壞符合coulomb準(zhǔn)則。

其中，各字符意義和公式1中相同；

(3)基于極限平衡理論的地面穩(wěn)定性的判定準(zhǔn)則

選取研究對(duì)象在豎向力作用下進(jìn)行受力分析：

定義單次安全系數(shù)ksv＝r/s即

上述公式(9)即為公式1。

公式2的原理是

基于可靠性理論的基本原理，并結(jié)合公式1中定義的抗塌力(r)和致塌力(s)定義用于定量分析的功能函數(shù)z如下：

定義z＝r-s作為功能函數(shù)即

上述公式(10)即為公式2。

其中，各字符意義和公式1中相同。

故本發(fā)明提供了一種考慮多種因素的共同作用，定性與定量相結(jié)合的含有空洞地面穩(wěn)定性的綜合評(píng)估方法。以太沙基松散體理論為依據(jù)，含有空洞的地面穩(wěn)定性問(wèn)題可以轉(zhuǎn)化為空洞以上巖土柱在豎向力作用下的剪切破壞問(wèn)題。首先，以實(shí)際工程條件、現(xiàn)有的致塌理論和致塌模式為參考，選取地面穩(wěn)定性的影響因素。并且，按照致塌力和抗塌力的分類(lèi)，給出對(duì)應(yīng)作用力的數(shù)學(xué)表達(dá)式。其次，基于極限平衡理論，以安全系數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)將含有空洞的地面的狀態(tài)可以劃分為穩(wěn)定狀態(tài)、臨界狀態(tài)與失穩(wěn)狀態(tài)三類(lèi)。再次，當(dāng)判定空洞型巖溶地面處于臨界以及失穩(wěn)狀態(tài)時(shí)，計(jì)算其失穩(wěn)概率。(具體步驟如下：通過(guò)勘測(cè)和勘測(cè)手段獲得的參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析確定各參數(shù)的分布函數(shù)。將確定的各參數(shù)的分布函數(shù)代入公式2(功能函數(shù)的表達(dá)式)，得到功能函數(shù)的分布函數(shù)。運(yùn)用0-1范圍內(nèi)抽樣隨機(jī)數(shù)的循環(huán)計(jì)算得到其失效概率。)該方法考慮了含有空洞地區(qū)地質(zhì)環(huán)境的復(fù)雜性，具有簡(jiǎn)單、實(shí)用的特點(diǎn)，可以為實(shí)際工程中含有空洞地面穩(wěn)定性的綜合評(píng)估提供科學(xué)的依據(jù)。

綜上所述，本發(fā)明適合應(yīng)用于建筑工程施工以規(guī)避塌陷風(fēng)險(xiǎn)，具有評(píng)估系統(tǒng)性好，評(píng)估結(jié)果準(zhǔn)確性和可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的方法流程圖。

圖2為含有球狀空洞巖溶地面剖面示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

實(shí)施方式：本申請(qǐng)的一種空洞型巖溶地面穩(wěn)定性評(píng)估方法實(shí)施時(shí)，先參見(jiàn)圖2為含有球狀空洞巖溶地面剖面示意圖，圖中abcd圍成的區(qū)域即為溶洞以上沿垂直方向剪切面形成土柱的區(qū)域，本方法中就是根據(jù)太沙基散體理論和試驗(yàn)結(jié)果(伏爾姆1937)，將空洞型巖溶地面穩(wěn)定性問(wèn)題轉(zhuǎn)化為溶洞以上沿垂直方向剪切面形成土柱在多因素共同作用下的穩(wěn)定性問(wèn)題，進(jìn)而得到本評(píng)估方法。圖2中還可看出空洞上方的巖土體的不同形成層。

本方法包括以下步驟：參見(jiàn)圖1本發(fā)明的方法流程圖輔助理解。

步驟1：經(jīng)歷了長(zhǎng)期地質(zhì)時(shí)期形成的巖土體通常情況下是成層分布的，為了對(duì)于空洞型巖溶地面的穩(wěn)定性做出有效地評(píng)價(jià)。首先，通過(guò)勘測(cè)和試驗(yàn)的手段獲取空洞本身和相關(guān)影響因素的量化數(shù)據(jù)；具體數(shù)據(jù)包括待評(píng)估地面區(qū)域內(nèi)的空洞地面投影的直徑(當(dāng)投影為圓面時(shí)選取投影的直徑當(dāng)投影為非圓形時(shí)選取等效直徑計(jì)算)的平均值d，待評(píng)估地面區(qū)域內(nèi)空洞頂板以上的巖土體不同形成層的天然重度的平均值γi、厚度的平均值hi、粘聚力的平均值ci、內(nèi)摩擦角的平均值孔隙率的平均值ni以及泊松比的平均值μi(其中i為不同形成層的編號(hào))。另外，考慮到地下水和地表水變化帶來(lái)的影響，還需要對(duì)于待評(píng)估地面區(qū)域內(nèi)地表積水的深度的平均值hw、在地表水滲流過(guò)程中通過(guò)上覆土體的每一個(gè)巖土層形成的水力梯度的平均值ji以及當(dāng)?shù)叵滤幌陆档巾敯逡韵滦纬傻乃^差的平均值△h。這里需要說(shuō)明的是在進(jìn)行數(shù)據(jù)獲取過(guò)程中，需要取得m組平均值(m為大于或等于6的自然數(shù))，并且每組平均值的確定需要包含不少于3個(gè)樣本數(shù)據(jù)。

步驟2：將步驟1中獲取的m組參數(shù)數(shù)值，分別代入到公式1完成單次安全系數(shù)ksv的計(jì)算；

公式1：

公式中，

d—待評(píng)估地面區(qū)域內(nèi)的空洞地面投影的直徑的平均值，單位m；

γi—待評(píng)估地面區(qū)域內(nèi)空洞頂板以上的巖土體不同形成層的天然重度的平均值，單位n/m³；

hi—待評(píng)估地面區(qū)域內(nèi)空洞頂板以上的巖土體不同形成層的厚度的平均值，單位m；

ni—待評(píng)估地面區(qū)域內(nèi)空洞頂板以上的巖土體不同形成層的孔隙率的平均值；

ji—在評(píng)估地面區(qū)域內(nèi)地表水滲流過(guò)程中通過(guò)上覆土體的每一個(gè)巖土層形成的水力梯度的平均值；

—待評(píng)估地面區(qū)域內(nèi)空洞頂板以上的巖土體不同形成層的內(nèi)摩擦角的平均值，單位°；

μi—待評(píng)估地面區(qū)域內(nèi)空洞頂板以上的巖土體不同形成層的泊松比的平均值；

ci—待評(píng)估地面區(qū)域內(nèi)空洞頂板以上的巖土體不同形成層的粘聚力的平均值，單位mpa；

i—待評(píng)估地面區(qū)域內(nèi)空洞頂板以上的巖土體不同形成層的編號(hào)；

γw—待評(píng)估地面區(qū)域內(nèi)地面水的天然重度(為公知的確定值)，單位n/m³；

hw—待評(píng)估地面區(qū)域內(nèi)地面積水深度的平均值，單位m；

△h—在評(píng)估地面區(qū)域內(nèi)當(dāng)?shù)叵滤幌陆档巾敯逡韵滦纬傻乃^差的平均值，單位m；

ah—水平向設(shè)計(jì)地震加速度代表值；

ξ—地震作用效應(yīng)的折減系數(shù)，除特別規(guī)定外，取0.25；

g—重力加速度(為公知的確定值)，n/m³；

α—地震加速度分布系數(shù)對(duì)于地基，可取α＝1.0；

u—為測(cè)量得到的待評(píng)估地面區(qū)域內(nèi)空洞頂板以上的巖土體形成層的總層數(shù)；

利用通過(guò)公式1求得的m個(gè)(m為等于或大于6的自然數(shù))單次安全系數(shù)ksv計(jì)算安全系數(shù)計(jì)算平均值ks

當(dāng)計(jì)算結(jié)果為ks>1時(shí)，判定研究地面處于穩(wěn)定狀態(tài)；當(dāng)計(jì)算結(jié)果為ks＝1時(shí)，判定研究地面處于臨界狀態(tài)；當(dāng)計(jì)算結(jié)果為ks<1時(shí)，判定研究地面處于不穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)判定研究地面處于臨界及不穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，此時(shí)需要進(jìn)一步繼續(xù)執(zhí)行下述步驟；

步驟3：定義功能函數(shù)z(公式2)；

公式2：

公式中，各字符意義和公式1相同；

步驟4：對(duì)于步驟1中獲取的d、hi、γi、ji、△h、ni、μi、hw參數(shù)數(shù)值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得到各參數(shù)的分布函數(shù)。將上述確定的各參數(shù)的分布函數(shù)代入公式2確定功能函數(shù)的分布函數(shù)f(x)和模擬次數(shù)n，具體過(guò)程如下：

首先，對(duì)于步驟1中獲取的d、hi、γi、ji、△h、ni、μi、hw參數(shù)數(shù)值，在假定分布下，統(tǒng)計(jì)量由式(11)求出

然后，在給定置信度α的情況下，可由表2查得值，以同值作比較

表2a-d法檢驗(yàn)臨界值

結(jié)果：當(dāng)時(shí)，不拒絕接收原假設(shè)；

當(dāng)時(shí)，拒絕接收原假設(shè)。

將上述確定的分布函數(shù)代入到公式2(功能函數(shù)的表達(dá)式)確定功能函數(shù)的分布函數(shù)f(x)

最后，確定模擬次數(shù)n。模擬次數(shù)可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值得到，或者采

用公式(12)計(jì)算

其中—pf′為預(yù)先設(shè)定的失效概率由參考表3確定

以建筑結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二級(jí)時(shí)延性破壞的β值3.2為基準(zhǔn)，其他情況下增減0.5，參考可靠度指標(biāo)和失效概率。

表3可靠度指標(biāo)β與失效概率運(yùn)算值pf′

步驟5：運(yùn)用隨機(jī)函數(shù)在0-1范圍內(nèi)進(jìn)行抽樣，得到隨機(jī)數(shù)x。將得到隨機(jī)數(shù)x代入由步驟4確定的功能函數(shù)的分布函數(shù)，即可得到功能函數(shù)的分布函數(shù)f(x)對(duì)應(yīng)的數(shù)值；

步驟6：重復(fù)步驟5的計(jì)算，直至達(dá)到模擬次數(shù)n，計(jì)算失穩(wěn)概率pf；失穩(wěn)概率計(jì)算方式為，重復(fù)步驟5計(jì)算結(jié)果等于和小于零的次數(shù)l除以模擬次數(shù)n的比例；然后即可得出非穩(wěn)定的空洞型地面失穩(wěn)的量化指標(biāo)。

具體實(shí)例，重慶市南岸區(qū)精神衛(wèi)生中心建設(shè)工程，場(chǎng)地局部有隱伏溶洞存在。施工前采用了本方法進(jìn)行了場(chǎng)地穩(wěn)定性評(píng)估，評(píng)估結(jié)果表明施工場(chǎng)地安全。施工過(guò)程中未出現(xiàn)地面不穩(wěn)的各種危害，施工結(jié)束后也順利通過(guò)了質(zhì)量驗(yàn)收。