Análisis de estabilidad y evaluación de seguridad de las cuevas de Yungang basados en un modelo de elementos finitos refinado

DOU Chao ,  

DING Huifang ,  

YAN Ding ,  

REN Jianguang ,  

WANG Juan ,  

YANG Na ,  

摘要

Bajo la acción de diversas fuerzas naturales, los templos rupestres sufren daños severos que se agravan con el tiempo. Por lo tanto, el problema de la protección preventiva de los templos rupestres se vuelve cada vez más urgente. Los métodos de investigación de la protección preventiva se basan principalmente en cálculos numéricos y monitoreo in situ. Para asegurar la precisión de los cálculos numéricos, se propone una idea de investigación: usar nubes de puntos de escaneo láser 3D para generar un modelo geométrico preciso de los templos rupestres que refleje con exactitud la compleja geometría; considerar la degradación de las propiedades mecánicas de la roca causada por la meteorización, grietas y juntas según el criterio H-B, obteniendo parámetros físico-mecánicos de la roca cercanos a la realidad; establecer un modelo numérico refinado que refleje de manera realista las condiciones de borde, tensiones, desplazamientos y posibles daños de las cuevas; analizar la estabilidad usando el método de reducción de resistencia y predecir las áreas peligrosas tras la degradación usando la velocidad de ondas longitudinales, creando un sistema de alerta temprana para lograr la protección preventiva. Tomando como ejemplo las cuevas 9 y 10 de Yungang, esta metodología se usa para modelado sistemático, análisis de esfuerzos y discusión de estabilidad. Los resultados muestran que las cuevas están en estado estable en la fase actual, con concentraciones de esfuerzo en algunas áreas; se predicen zonas potenciales de riesgo de inestabilidad mediante la simulación de deterioro de resistencia de la roca y se establece un sistema de alerta basado en la velocidad de ondas longitudinales.

关键词

templos rupestres;análisis de estabilidad;evaluación de seguridad;criterio H-B;modelo numérico refinado;análisis de alerta temprana

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