本文關(guān)鍵詞：老采空區(qū)超高水材料注漿減沉效果及預(yù)警研究

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【摘要】：我國東部礦區(qū)大多臨近城區(qū),隨著土地的不斷升值,充分利用老塌陷區(qū)土地資源成為很多城市和礦區(qū)亟需解決的問題�？刂评喜煽諈^(qū)的殘余變形是解放塌陷區(qū)土地、保證建筑物安全的核心。超高水材料相較于其他注漿材料具有流動性好、成本低等優(yōu)點(diǎn),近年來多個(gè)礦區(qū)采用該材料進(jìn)行充填開采并取得了較好效果。當(dāng)前,使用超高水材料進(jìn)行老采空區(qū)注漿減沉的實(shí)踐和研究較少,研究超高水材料注漿減沉效果對該技術(shù)的優(yōu)化和推廣應(yīng)用具有重要意義。本文以邯礦集團(tuán)聚隆煤礦新建工業(yè)廣場下伏老采空區(qū)超高水注漿減沉實(shí)踐為背景,對注漿區(qū)進(jìn)行高精度、高頻率的沉降監(jiān)測;采用EMD方法對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,研究注漿條件下的老采空區(qū)沉降特征;監(jiān)測過程中應(yīng)用ARMA模型進(jìn)行動態(tài)預(yù)警;對比概率積分模型預(yù)計(jì)結(jié)果和實(shí)測成果,分析注漿減沉效果。通過以上研究獲取了以下成果:(1)對注漿區(qū)進(jìn)行了50次的沉降監(jiān)測,獲取了注漿條件下的老采空區(qū)沉降特征;應(yīng)用EMD方法對沉降速率進(jìn)行分解,得到若干本征函數(shù)IMF和余量r,經(jīng)過分析其波形曲線可以得到:注漿期間IMF的振幅和頻率增強(qiáng),余量r有不同程度上凸趨勢;注漿前、后IMF和余量r基本穩(wěn)定,且注漿后沉降速率更小,說明漿體充填了部分孔隙和裂隙,增強(qiáng)了上覆巖層的穩(wěn)定性。(2)應(yīng)用ARMA模型對本征函數(shù)IMF和余量r分別建立模型,經(jīng)對比發(fā)現(xiàn),EMD-ARMA模型用于短期預(yù)測相對誤差可達(dá)到20%,可用于注漿過程中的動態(tài)預(yù)警;基于注漿前的觀測數(shù)據(jù),采用EMD-ARMA模型進(jìn)行動態(tài)沉降預(yù)測,通過和注漿期間的實(shí)測數(shù)據(jù)比較,揭示了注漿期的減沉特征。(3)采用概率積法對監(jiān)測期間的殘余變形進(jìn)行預(yù)計(jì),將監(jiān)測區(qū)域劃分為注漿區(qū)、注漿影響區(qū)和注漿非影響區(qū),注漿減沉效果依以上分區(qū)次序逐步降低。(4)采用EMD方法對主井絞車房進(jìn)行穩(wěn)定性分析,發(fā)現(xiàn)注漿結(jié)束一段時(shí)間后,建筑物基本處于穩(wěn)定狀態(tài),沉降速率和速率振蕩幅度得到較好的控制。
【關(guān)鍵詞】：老采空區(qū) 超高水材料 概率積分法 經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(EMD) 時(shí)間序列
【學(xué)位授予單位】：河北工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TD823.7
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-15
• 1.1 研究目的及意義10-11
• 1.2 研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 老采空區(qū)殘余變形研究現(xiàn)狀11
• 1.2.2 老采空區(qū)注漿減沉研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.3 經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解和時(shí)間序列在沉降監(jiān)測中應(yīng)用研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容13-15
• 1.3.1 主要研究內(nèi)容13
• 1.3.2 技術(shù)路線13-15
• 第2章 工程概況15-20
• 2.1 工程基本情況15-16
• 2.2 地質(zhì)條件概述16
• 2.3 殘余變形預(yù)計(jì)16-18
• 2.3.1 方法介紹理論16-17
• 2.3.2 殘余變形預(yù)計(jì)17-18
• 2.4 鉆孔分布及注漿量18-20
• 第3章 老采空區(qū)注漿沉降變形監(jiān)測20-29
• 3.1 監(jiān)測方案設(shè)計(jì)20-24
• 3.1.1 監(jiān)測項(xiàng)目20
• 3.1.2 地表沉降監(jiān)測20-21
• 3.1.3 建筑物沉降監(jiān)測21-22
• 3.1.4 建筑物沉降控制標(biāo)準(zhǔn)22-23
• 3.1.5 沉降觀測精度指標(biāo)23
• 3.1.6 監(jiān)測頻率23-24
• 3.1.7 監(jiān)控量測預(yù)警體系24
• 3.2 沉降監(jiān)測24-29
• 3.2.1 監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)24-25
• 3.2.2 沉降觀測25-27
• 3.2.3 監(jiān)測成果27-29
• 第4章 基于EMD和時(shí)間序列的監(jiān)測數(shù)據(jù)處理與預(yù)警29-46
• 4.1 監(jiān)測點(diǎn)沉降速率序列EMD分解模型30-37
• 4.1.1 EMD分解方法30-31
• 4.1.2 三次樣條插值函數(shù)31-34
• 4.1.2.1 三次樣條插值函數(shù)構(gòu)造32
• 4.1.2.2 觀測數(shù)據(jù)插值計(jì)算32-34
• 4.1.2.3 插值結(jié)果檢驗(yàn)34
• 4.1.3 觀測數(shù)據(jù)EMD分解34-37
• 4.2 基于ARMA模型沉降預(yù)警37-44
• 4.2.1 ARMA模型介紹38-39
• 4.2.2 平穩(wěn)性檢查與處理39-40
• 4.2.3 AR(n)模型的階次判定40-41
• 4.2.4 模型參數(shù)估計(jì)41
• 4.2.5 模型的適用性檢驗(yàn)41
• 4.2.6 模型的預(yù)測41-44
• 4.3 本章小結(jié)44-46
• 第5章 老采空區(qū)注漿減沉效果分析46-64
• 5.1 基于EMD的沉降過程分析46-51
• 5.2 基于EMD-ARMA模型的動態(tài)減沉效果分析51-54
• 5.2.1 ARMA模型建模51-53
• 5.2.2 監(jiān)測點(diǎn)動態(tài)下沉預(yù)計(jì)53-54
• 5.3 老采空區(qū)注漿影響范圍分析54-57
• 5.4 不同影響區(qū)的監(jiān)測點(diǎn)減沉效果分析57-60
• 5.4.1 注漿區(qū)監(jiān)測點(diǎn)減沉效果分析57-58
• 5.4.2 注漿區(qū)外地表監(jiān)測點(diǎn)減沉效果分析58
• 5.4.3 注漿區(qū)外建筑物監(jiān)測點(diǎn)減沉效果分析58-60
• 5.5 基于EMD的建筑物穩(wěn)定性分析60-62
• 5.6 老采空區(qū)注漿效果綜合分析62-64
• 結(jié)論與展望64-65
• 致謝65-66
• 參考文獻(xiàn)66-70
• 作者簡介70-71

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1084621