Приложение С. Методика расчета параметров проявления карстово-суффозионных процессов в основании сооружения

Приложение С

Методика
расчета параметров проявления карстово-суффозионных процессов в основании сооружения

С.1 Требования оценки риска возникновения опасных природных процессов и явлений при инженерно-геологических изысканиях приведены в [1, статья 15].

Этим требованиям отвечает приведенная ниже методика определения расчетного пролета и расчетной площади карстового провала - основных параметров проектирования фундаментов сооружений с учетом карстово-суффозионных деформаций.

С.2 Расчет параметров проявления карстово-суффозионных процессов в основании сооружения следует производить в последовательности, изложенной в С.2.1-С.2.5.

С.2.1 Определяется площадь сооружения в плане и расчетная площадь А (рисунок С.1):

, (C.1)

где - площадь, очерченная контуром на расстоянии максимально прогнозируемого радиуса карстовой воронки .

Предполагается, что провал с любыми размерами до , который произойдет за пределами расчетной площади, не окажет влияния на сооружение. При образовании провала в пределах расчетной площади А существует вероятность поражения провалом сооружения.

С.2.2 Определяется условная (геометрическая) вероятность поражения сооружения карстовым провалом.

При оценке условной вероятности следует использовать метод статистических испытаний (метод Монте-Карло).

Предполагается, что образование провала на всей площади А равновероятно. Генерируются тройки случайных чисел (x, y, d), где x, y - координаты центров провалов, определяемых как равномерно распределенных на площади А; d - случайное значение диаметра воронки , определяемое как распределенное по нормальному закону при параметрах распределения: среднего (d) и максимального (D) диаметров провала, дисперсии . При отсутствии сведений о статистических параметрах распределения диаметров допускается использовать одно прогнозное значение диаметра провала , определяемое на основе геомеханической модели провалообразования. "Поражением" сооружения провалом считается случай, когда ось фундамента пересекается контуром провала по некоторой хорде (на рисунке С.1 - , ).

Условная вероятность поражения сооружения карстовым провалом оценивается как

, (С.2)

где N - число моделируемых случаев провалов (рекомендуется рассматривать не менее 1 000 000 случаев);

- число случаев провалов, пересекающих ось фундаментов.

С.2.3 По результатам статистических испытаний строится интегральная кривая распределения параметра (хорды) l (см. рисунки С.1 и С.2).

С.2.4 Определяется вероятность того, что на площади А, расположенной на территории с показателем интенсивности провалообразования (число провалов на 1 в год), за срок службы сооружения Т произойдет хотя бы один провал:

. (С.3)

При этом безусловная вероятность образования провала под фундаментом сооружения составит

. (С.4)

С.2.5 Определяют расчетное значение пролета карстового провала.

Надежность фундамента, рассчитанного на ослабление основания под его подошвой (размером l) в результате карстового провала, определяется по формуле

, (С.5)

где - вероятность того, что при образовании провала размер его в плане под фундаментом будет не более (см. рисунок С.2);

- вероятность потери несущей способности фундамента опоры по предельному состоянию первой группы, принимается не менее 0,99.

Определив соответствующее (формула (С.5)) значение , возможно по кривой (рисунок С.2) найти соответствующее ему значение расчетного пролета провала .

С.3 Расчетный пролет принимают равным средневзвешенному значению на интервале 0,99-1,0.

Для этого строится кривая (рисунок С.3) и подсчитывается площадь под этой кривой. Значение расчетного пролета определяется по формуле

. (С.6)

Расчетный пролет может быть принят проектировщиком (по согласованию с заказчиком) равным иному значению (минимальному, среднеквадратичному и др.) на интервале значений 0,99-1,0, при этом должны учитываться особенности сооружения и последствия в случае его аварии (экономические, социальные, экологические и др.).

С.4 При проектировании плитных фундаментов и необходимости учета влияния карста на сооружение по аналогичному алгоритму определяется расчетная площадь карстового провала . Блок-схема определения расчетной площади карстового провала приведена на рисунке С.4.