【摘要】：由采空區(qū)引發(fā)的災(zāi)害不容忽視,比如建筑物倒塌、道路毀壞、地裂縫加劇等。但采空區(qū)具有空間分布無規(guī)律、隱蔽性強、地面塌陷難以預(yù)測等特點,一直是工程技術(shù)人員高度重視的難題,采空區(qū)地表殘余變形和穩(wěn)定性分析是其中研究的熱點問題。本文以義院口采空區(qū)為工程背景開展相關(guān)研究工作。應(yīng)用關(guān)鍵層結(jié)構(gòu)的變形機理,借助彈性厚板理論,推導(dǎo)得出地表殘余沉降計算模型;巖層厚度、彈性模量和作用荷載對地表殘余沉降影響明顯,而泊松比的影響不大;該模型的建立為全面掌握采空區(qū)地表殘余變形規(guī)律提供了理論指導(dǎo)�；诓煽諈^(qū)變形監(jiān)測數(shù)據(jù),利用灰色預(yù)測理論中的GM(1,1)模型,構(gòu)建出多個區(qū)域的變形預(yù)測方程,對地表殘余變形發(fā)展趨勢做出預(yù)判;結(jié)果表明采空區(qū)的穩(wěn)定性尚存在較大的安全隱患,需要采用注漿填充法等處治措施加以應(yīng)對。利用FLAC有限差分軟件,建立了注漿法處治前后采空區(qū)的工程概化模型,并提出地基穩(wěn)定性判定指標,對處治前后采空區(qū)的穩(wěn)定性狀態(tài)進行比對,經(jīng)過對地基破壞場、變形場的計算分析,證明注漿處治效果十分明顯,有效控制了塑性區(qū)開展和地表殘余變形的產(chǎn)生;數(shù)值模擬技術(shù)為采空區(qū)注漿處理效果評價提供了有效的解決途徑。
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TD325.3
【圖文】：

如圖1-1 所示。由于歷史遺留問題、環(huán)境保護意識淡薄、監(jiān)管力度不到位等種種原因，使得我國采空區(qū)的面積積累十分龐大。按照時間先后順序劃分，采空區(qū)可分為老采空區(qū)、新采空區(qū)和未來采空區(qū)三種，其中老采空區(qū)由于歷史較為悠久，相關(guān)地質(zhì)資料、設(shè)計圖紙等備案資料很難查詢到，對于上部結(jié)構(gòu)的危害最為嚴重，如圖 1-2 所示，由于采空區(qū)改變了原有的自然平衡狀態(tài)，其沉陷所引發(fā)的次生災(zāi)害頻發(fā)。圖 1-1 采空區(qū)入口圖 1-2 采空區(qū)塌陷的破壞作用采空區(qū)一般由垮落帶、導(dǎo)水裂隙帶和彎曲帶這“三帶”組成，顯然原有填充物（礦產(chǎn)）被移除之后，上部巖層失去了支撐，導(dǎo)致內(nèi)部應(yīng)力發(fā)生重新分布，直接導(dǎo)致的結(jié)果就是地表下陷或坍塌，如果上部存在建筑物（結(jié)構(gòu)物），其引發(fā)的災(zāi)害后果更為嚴重[1,2]。而對于擬建工程，更需要對采空區(qū)的穩(wěn)定狀況做出科學(xué)、合理的論證和

指煤炭等礦產(chǎn)資源被采掘之后遺留在原位的巨史遺留問題、環(huán)境保護意識淡薄、監(jiān)管力度不到面積積累十分龐大。按照時間先后順序劃分，采來采空區(qū)三種，其中老采空區(qū)由于歷史較為悠久料很難查詢到，對于上部結(jié)構(gòu)的危害最為嚴重，有的自然平衡狀態(tài)，其沉陷所引發(fā)的次生災(zāi)害頻圖 1-1 采空區(qū)入口

并做出科學(xué)的處置措施。在監(jiān)測方面，重點是及時掌握采空區(qū)的變形發(fā)展動態(tài)，在關(guān)鍵部位布設(shè)監(jiān)測裝置（如圖1-3 所示），開展數(shù)據(jù)的收集和整理工作，并輔助現(xiàn)場巡視，關(guān)注地表裂縫的開展情況。圖 1-3 采空區(qū)現(xiàn)場監(jiān)測除了變形監(jiān)測之外，對地壓的監(jiān)測也很重要，對于預(yù)測采空區(qū)塌陷所誘發(fā)的小型地震會起到預(yù)警作用，另外如果條件允許可以考慮建立完備的監(jiān)控體系，比如埋設(shè)位移計、聲發(fā)射定位儀、斷面收斂計等設(shè)備，這對于監(jiān)控大面積的采空區(qū)運動十分有效。目前，處理采空區(qū)的三種主要手段包括：填充法、崩落法和封閉法。填充法的處理效果最為徹底（如圖 1-4 所示），相對費用也高，用來填充的材料主要包括尾礦砂、廢石、膠結(jié)材料及絮凝材料等，比如，水泥漿液是主要的膠結(jié)材料，聚丙烯酰胺可作為絮凝劑提高充填體的均勻性和強度。崩落法分為自然崩落和人工崩落，前者是由于巖石的長期大面積暴露于空氣中造成的，后者主要采用爆破技術(shù)來實現(xiàn)堅硬巖石的破碎。封閉法是三種方法中最為簡單、節(jié)省資金的方法，但是條件要求較為苛刻，一方面采空區(qū)巖石堅硬穩(wěn)固，且埋深不大；對主礦區(qū)、周邊建筑物、道路影響很小。

【參考文獻】

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本文編號：2779594