【摘要】：地下礦產(chǎn)的開采造成了大面積的采空區(qū),采空區(qū)會導(dǎo)致地下巖體結(jié)構(gòu)破壞,造成巖土體移動變形,地表沉陷,出現(xiàn)地表裂縫等,導(dǎo)致了山體滑坡的發(fā)生,危害滑坡下方的建筑設(shè)施、村莊、教育設(shè)施以及交通設(shè)施,因而采空滑坡變形破壞機制的研究勢在必行。本文以山西省孝義市柱濮鎮(zhèn)采空滑坡為研究對象,在對其進行了詳細(xì)的野外勘查和下伏采空區(qū)資料收集的基礎(chǔ)上,對其進行了發(fā)育特征分析,同時運用MIDAS-GTS NX數(shù)值模擬軟件對其進行數(shù)值模擬,對其在下伏煤層開采后邊坡的應(yīng)力、應(yīng)變、位移特征變化進行了分析,并運用強度折減法,通過分析其穩(wěn)定性系數(shù)及塑性變形分布變化,對其穩(wěn)定性進行了判定,同時總結(jié)出采空滑坡的成因機制。結(jié)果表明:1.斜坡在原始應(yīng)力作用下趨于穩(wěn)定,地下煤層開采對上覆山體起到了擾動作用,導(dǎo)致上覆地層中的不利于坡體穩(wěn)定的因素惡化,隨著采空區(qū)面積的不斷擴大,山體應(yīng)力進行重新調(diào)整,采空區(qū)頂板塌陷冒落,上覆巖層在自重作用下下沉出現(xiàn)彎曲變形,變形傳遞到地表,地表開始緩慢下沉。隨著時間的推移,由于煤層自身強度小,沒有必要的防護措施,原始保留的煤柱在上覆巖體自重應(yīng)力作用下彎曲變形直至壓碎,上覆巖層失去支撐,導(dǎo)致采空區(qū)頂板大面積塌陷冒落,由于采空區(qū)邊緣壓應(yīng)力集中,體現(xiàn)在地表一定范圍內(nèi)出現(xiàn)拉張,采空區(qū)上覆坡體在拉張作用下,坡體中部到后緣逐漸出現(xiàn)拉張裂縫,由于采空區(qū)上覆巖層下陷,導(dǎo)致坡體巖層軟弱面被破壞,強度降低,直到坡腳剪應(yīng)力達(dá)到臨界,坡腳被剪切破壞,滑動面貫通,坡體內(nèi)形成了水的滲流通道,進一步降低滑動面的強度,當(dāng)滑坡體的下滑力大于抗滑力到一定程度時,滑坡坡體產(chǎn)生了足夠大的推力,開始發(fā)生劇烈移動變形直至破壞,導(dǎo)致滑坡的發(fā)生,最終坡體重新趨于穩(wěn)定,應(yīng)力達(dá)到平衡態(tài)。具體歸結(jié)為幾個階段:(1)煤層開采,應(yīng)力失衡;(2)采空區(qū)覆巖下陷,地表拉張;(3)坡體后緣出現(xiàn)裂縫;(4)后緣裂縫加深,降雨入滲;(5)坡腳剪應(yīng)力集中;(6)坡腳發(fā)生剪切破壞,滑動面貫通;(7)滑坡發(fā)生。2.煤層開采,采空區(qū)上覆地層表現(xiàn)為垂直向下沉陷,地表山體表現(xiàn)為坡體向坡下的位移,其中由于地表的不均勻位移,導(dǎo)致坡體應(yīng)力失衡,坡體產(chǎn)生向坡腳的不均勻位移,隨著工作面的不斷推進,地表下沉位移逐漸變大,坡體后緣裂縫逐漸加深,坡體中部裂縫不斷擴大,坡腳巖土體發(fā)生剪切破壞,坡腳出現(xiàn)剪出口,滑面貫通,最終滑坡發(fā)生。3.隨著煤層開采,采空區(qū)頂板中部出現(xiàn)拉應(yīng)力集中區(qū),采空區(qū)邊界出現(xiàn)壓應(yīng)力集中區(qū),隨著工作面的推進,采空區(qū)頂板出現(xiàn)冒落,采空區(qū)邊界煤層會被壓裂鼓脹。4.煤層開采致地表山體穩(wěn)定性變?nèi)?最終導(dǎo)致山體滑坡。經(jīng)過分析認(rèn)為采空區(qū)已經(jīng)處于穩(wěn)定狀態(tài),選取了刷方減載+樁板墻+排水工程+植被護坡的防治方案對此采空滑坡進行綜合治理。
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：P642.22

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3 史紅,姜福興;采場上覆巖層結(jié)構(gòu)理論及其新進展[J];山東科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2005年01期

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10 呂祥鋒;王振偉;王愛文;;深部煤巖體保護層開采上覆巖層應(yīng)力釋放與轉(zhuǎn)移特征的實驗研究[J];實驗力學(xué);2013年03期

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2 丁燕斌;狄磊;;充填工作面上覆巖層活動規(guī)律及充填區(qū)域支護方式研究[A];煤炭開采新理論與新技術(shù)——中國煤炭學(xué)會開采專業(yè)委員會2012年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2012年

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4 唐世斌;唐春安;梁正召;于慶磊;;采動誘發(fā)靈新煤礦上覆巖層垮落過程的數(shù)值試驗[A];第十屆全國巖石力學(xué)與工程學(xué)術(shù)大會論文集[C];2008年

5 劉帥;武俊平;王辰;李方樞;李蒙蒙;;PFC3D中上覆巖層自重荷載模擬方式的研究[A];北京力學(xué)會第19屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];2013年

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本文編號：2579708