摘要：佛教石窟是文化遗产的重要组成部分,是集建筑、彩塑、壁画三位一体的艺术宝库,具有巨大的艺术价值、历史价值、科学价值和社会影响力。然而在长期自然力和人为因素的影响下,产生了诸如边坡失稳、岩体崩塌、贯通裂隙发育、洞窟剥离坍塌、表面严重风化等衣系列较严重的地质病害,这些病害使石窟艺术遭到不同程度的破坏,且许多石窟处于地震活动较强烈的地区,这就给石窟危岩体留下了许多潜在的安全隐患。最大限度地消除已经有着或预防未来可能发生的安全隐患已成为当下石窟保护工作者所面对的艰巨任务,准确浅析和把握石窟危岩体病害及原因成为解决这一难题的关键。由此,本探讨借助GEO-slope以莫高窟第406窟-415窟危岩体为探讨对象,展开石窟危岩体实施保护措施前后静态平衡及动力损伤的特性探讨,通过石窟危岩体加固前后静力状态稳定性浅析及地震荷载作用下动力响应探讨,探寻现场试验策略、确定实验参数、筛选治理措施、评价加固前后的稳定性和静、动力状态的浅析探讨策略。旨在为进一步科学、规范的开展石窟寺危岩体的加固提供科学依据技术支撑。本论文在系统浅析第406窟-415窟区段危岩体的工程地质特性的基础上,分别对原位、开挖洞窟后、裂隙发育、挡墙加固和锚索锚固不同工况在静力和动力状态下进行稳定性浅析,进一步探讨石窟危岩体的稳定性浅析的策略和治理措施的优化,主要包括以下几个方面：(1)通过在莫高窟九层楼顶向西150m处开挖深50米探井取样浅析,在第406窟-415窟区段垂直岩面深15m范围内多点成孔取样浅析的基础上,完成相应试验,充分掌握了莫高窟第406窟-415窟区段危岩体地层的基本情况,结合60年代莫高窟危岩体加固工程勘测数据,提取乡音参数值,为进一步浅析岩体稳定性提供依据。(2)基于GEO-sigma模块完成第406窟-415窟区段危岩体多剖面的应力、应变浅析,主要包括：原位、开挖洞窟后、裂隙发育、挡墙加固及锚索锚固不同工况的应力、应变浅析,观察浅析不同工况危岩体应力分布情况及应变走势,为采取有效的工程措施提供可靠地应力应变数值模型。(3)基于GEO-sigma和quake模块的应力应变浅析结果,对原位、开挖洞窟后、裂隙发育、挡墙加固及锚索锚固不同工况,在静力和在地震荷载作用下的稳定性浅析,综合探讨石危岩体的建模技艺及探讨策略。(4)提出了应通过试验浅析结合论述判断来获取岩土物理力学参数是更加切合实际情况的取值策略；(5)通过对原位、开挖洞窟后、裂隙发育及加固厚不同工况在静力和地震荷载作用的稳定性浅析,寻找到了主要破坏面、破坏形式和评价基准,认为加固后稳定性评价应以原位状态安全系数为基准,为加固措施所需抗力和加固效果评价提供了可靠的论述依据。(6)通过对危险面的浅析和探讨,结合不同措施状态下局部集中应力不同程度的减小和均化,提出的保护加固案例,加固效果显著,满足稳定性的要求,更加科学和规范。以GEO-slope为基础,选取有代表性的第406窟-415窟区段危岩体,建立有限元石窟危岩体本构模型的多个典型剖面,针对不同环境条件下石窟危岩体的静力和动力响应浅析,指出石窟危岩体应力集中部位和在地震荷载作用下易损伤部位,并以此证明当采取加固措施时应以原位状态的安全系数为基准,推算所需的抗力,以而采取合理的加固措施,有效的提升莫高窟岩体的整体稳定性。由此,本探讨对进一步科学、规范石窟危岩体边坡稳定性浅析、筛选加固技术和优化工程措施有长足的借鉴作用。关键词：石窟论文稳定性论文Geo-slope论文危岩体论文
中文摘要3-5
Abstract5-15
第一章 前言15-24
1.1 探讨背景15
1.2 选题目的及作用15-17
1.2.1 选题的目的15-17
1.2.2 选题的作用17
1.3 探讨近况17-20
1.3.1 探讨概况17-18
1.3.2 进展局势18
1.3.3 石窟危岩体边坡稳定性浅析探讨近况18-19
1.3.4 莫高窟失稳岩体探讨近况19-20
1.4 主要的探讨内容和技术路线20-22
1.5 革新点22-24
第二章 基本概况24-49
2.1 莫高窟的价值24-25
2.2 赋存环境25-26
2.2.1 地质环境25
2.2.2 水文地质环境25-26
2.2.3 构造地质及地震26
2.3 莫高窟第406窟～415窟区段危岩体概况26-49
2.3.1 第406窟～415窟区段地形地貌27-29
2.3.2 第406窟～415窟区段的地层29-49
第三章 浅析与建模49-59
3.1 几何模型49-56
3.1.1 几何剖面的选取50-54
3.1.2 几何剖面的简化54-56
3.2 边界条件56-57
3.3 参数的选取57-59
第四章 稳定性浅析59-99
4.1 基本检测设61-62
4.2 基本论述62-63
4.2.1 线弹性本构模型62
4.2.2 基于有限元应力的稳定性浅析62-63
4.2.3 地震应力和稳定性浅析63
4.3 加固前稳定性浅析63-81
4.3.1 线弹性本构模型的应力-应变浅析64-71
4.3.2 静力状态下稳定性浅析71-76
4.3.3 地震荷载作用下稳定浅析76-81
4.4 挡墙加固后稳定性评价81-88
4.4.1 挡土墙加固81-82
4.4.2 线弹性本构模型的应力应变浅析82-85
4.4.3 静力状态稳定性浅析85-86
4.4.4 地震荷载作用下稳定性浅析86-88
4.5 锚索锚固后稳定性浅析88-99
4.5.1 锚索锚固88-91
4.5.2 线弹性本构模型的应力应变浅析91-95
4.5.3 静力状态下稳定性浅析95-96
4.5.4 地震力作用下稳定性浅析96-99
第五章 结论与展望99-102
5.1 结论99-100
5.2 展望100-102
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