金灯寺石窟水害特征及截排对策研究

山西金灯寺石窟经过长期风化和水流侵蚀,窟体和窟内文物均产生了严重的风化岩溶病害,严重影响了文物本体结构、稳定性和外观,历史信息也大量流失,亟待提出文物水害的治理措施。现场调查表明,金灯寺石窟群所处白云岩岩体发育大量断裂裂隙,大气降雨经岩体裂隙下渗经石窟渗漏,引发窟内病害。为此提出并分析了集水廊道和导流孔结合治理石窟群水害,采用数值模拟方法,研究了截排工程施工过程中岩体破坏的影响特征,利用自然电场法分析了集水廊道截排工程的水害治理效果。研究结果为同类岩质文物的排水、地下水截水导流问题提供了有益参考。     

利用ANSYS-FLAC3D三维仿真建模方法研究金灯寺石窟防渗技术

为解决石窟窟顶渗水、地基稳定性差等一系列地质病害,提出并分析了截水廊道和导流孔的综合防渗治理技术,对石窟群进行防渗治理。采用有限元软件ANSYS与有限差分软件Flac^3D组合建立高仿真三维地质模型,利用FLAC^3D软件的interface和fill命令实现层状仿真边坡钻孔模型。在原岩应力条件下分析不同方案应力、位移、塑形区效果,基于理论分析和数值模拟优选出最佳防渗方案。结果表明,增加导流孔的方式对岩体边坡损伤最小,且满足对大气降水导流和地下水截流的要求,岩体边坡稳定性主要受近山体外侧导流孔影响,岩体内部钻孔数目或深度的增加对岩体稳定性影响不明显,路基下方山体喷锚网支护和低压注浆结合的综合岩体加固治理技术可以提高山体边坡稳定性。研究结果为同类岩质边坡及内部结构的排水、地下水截流导流和岩质边坡加固问题提供了一种有效和经济的方法。