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文檔簡(jiǎn)介
1、龍游石窟大型古地下建筑群是人類文明歷史中的瑰寶,自1992年被發(fā)現(xiàn)便引起世界范圍內(nèi)專家學(xué)者的廣泛關(guān)注。自其被發(fā)現(xiàn)20余年以來,已經(jīng)被開發(fā)對(duì)外開放旅游的1-5#洞在自然風(fēng)化和人為干擾的共同作用下,發(fā)生了一系列的破壞,龍游縣地方相關(guān)單位已經(jīng)開展了保護(hù)和修復(fù)工作。但由于龍游石窟地下古建筑群其建筑規(guī)模大,外部影響因素復(fù)雜,給研究和保護(hù)工作帶來了重重的困難。為了更好的保護(hù)這一人類文明歷史遺產(chǎn)中的瑰寶,也為其他古地下空間工程的開發(fā)和保護(hù)提供參考,本
2、文從探討石窟的破壞機(jī)理為出發(fā)點(diǎn),選擇龍游石窟5#洞為研究對(duì)象,從VR技術(shù)和數(shù)值計(jì)算入手,建立了龍游石窟5#洞虛擬仿真模型并采用RFPA離心加載方法和RFPA濕度版軟件分別分析洞室結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性以及環(huán)境濕度變化對(duì)洞室穩(wěn)定性的影響,取得研究成果如下。
基于VR技術(shù),將古老的洞窟與先進(jìn)的科技手段相結(jié)合,建立了龍游石窟5#洞虛擬仿真系統(tǒng),以求減少游人以及外界環(huán)境對(duì)石窟的影響。運(yùn)用 CentrifugeRFPA?軟件模擬了龍游石窟5#洞在
3、離心加載條件下,洞室結(jié)構(gòu)從出現(xiàn)應(yīng)力集中區(qū)到裂紋出現(xiàn)、擴(kuò)展及貫通的過程,揭示了洞室破壞失穩(wěn)的全過程,得到洞室結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)為6.5。研究表明,在離心加載過程中,三根巖柱對(duì)洞室頂板起支撐作用;洞室頂板上的裂縫和巖柱上的裂縫同步產(chǎn)生;三根巖柱中,靠近洞口區(qū)域的頂板上最先萌生裂縫,靠近洞口的第一根巖柱同步產(chǎn)生裂縫,巖柱與其上方區(qū)域的頂板同時(shí)發(fā)生破壞,其中巖柱是壓剪破壞,頂板則是圍繞三根柱子在張拉力作用下發(fā)生楔形體破壞,該結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查現(xiàn)象一致。
4、
在離心加載過程中,3根巖柱在同一步發(fā)生破壞,經(jīng)步中步顯示其中5-1#巖柱首先在柱腳位置發(fā)生壓剪破壞,其次是5-2#巖柱在柱頂位置發(fā)生壓剪破壞,最后是5-3#巖柱在柱腳位置發(fā)生壓剪破壞。在離心加載過程中,5-2#巖柱破壞前所受的極限壓應(yīng)力最大,5-3#巖柱次之,5-1#巖柱最?。ü?-1#巖柱應(yīng)重點(diǎn)監(jiān)測(cè)保護(hù))。對(duì)三根巖柱的支撐作用進(jìn)行評(píng)價(jià),發(fā)現(xiàn)5-2#巖柱的支撐作用最明顯,5-3#巖柱次之,5-1#巖柱的支撐作用最小。
5、 采用RFPA2D濕度版軟件分析環(huán)境濕度變化對(duì)洞室結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響。當(dāng)洞室圍巖濕度高于洞室內(nèi)部環(huán)境的濕度時(shí),水份會(huì)從高濕度向低濕度擴(kuò)散,即洞室圍巖內(nèi)的水份向室內(nèi)環(huán)境中擴(kuò)散,造成圍巖結(jié)構(gòu)內(nèi)部水份損失,產(chǎn)生干縮效應(yīng);當(dāng)洞室內(nèi)部環(huán)境的濕度高于洞室圍巖濕度時(shí),洞室內(nèi)環(huán)境中的水份則向結(jié)構(gòu)內(nèi)部擴(kuò)散,構(gòu)成洞室圍巖的粉質(zhì)砂巖內(nèi)含蒙脫石的吸水膨脹作用,如此反復(fù)的膨脹和干縮過程給結(jié)構(gòu)表面的應(yīng)力狀態(tài)帶來顯著的影響,從而產(chǎn)生裂縫,嚴(yán)重影響洞室的完整性和穩(wěn)定性
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