采煤沉降区的建筑稳定性研究

当前我国大部分地区煤矿开采园区,都是通过先开采后治理的方式来实现运作的。针对煤矿开采区现状,以及采空区对地表建筑物之间存在的联系。重点分析采煤沉降区建筑特征及其为改善和治理地表残余沉降变形预计,在建筑施工过程中,依据实际情形实施治理规划,提高采煤沉降区地基稳定性。     

基于谱随机有限元的地基沉降可靠度分析

通过在Winkler地基沉降计算中引入地基参数的随机场模型,建立了地基沉降的随机计算模型。在随机场离散和随机位移响应混沌多项式展开的基础上,推导了地基沉降的谱随机有限元方程。选用不同变异系数的地基随机场对结构进行了可靠度分析,分析结果表明:地基随机场的变异性对位移随机响应均值的影响极小,对标准差的影响较大;随着地基参数变异性的增大,地基沉降对限值的超越概率增加,结构可靠度降低;与蒙特卡洛模拟结果相比,谱随机有限元法的分析结果稳定可靠,且计算效率较高。     

基于ANSYS的采空区地基稳定性分析与评价

为了解决稳沉之后采空区在上覆荷载作用下地基稳定性的问题,以铁法大隆井田采矿地质条件为背景,以有限元理论为基础,建立基本数学模型,运用ANSYS分析软件进行采空区地基稳定性分析。结果表明:在采空区中间区地基虽沉降量较大,但倾斜、曲率、水平变形较小,地基相对稳定,随着接近采空区边缘沉降虽小,但其他各变形均有增大趋势,地基稳定性渐差;准确的数值模拟,可以反映出采空区地基的变化规律,并且可以为采空区地基处理提供必要的参考。     

老采空区地基变形对地面建筑影响的数值分析

为了分析和评价老采空区地基的残余变形及其对地面建筑物的影响,采用数值模拟的方法研究了老采空区地基的稳定性.针对岩石和土层的组合地基,利用主采煤层底板等高线图和钻探资料,应用趋势面分析的方法,基于FLAC3D建立了三维多层状地质体模型,结合概率积分法计算成果,反演拟合了地质体的力学参数,模拟计算了在地面建筑荷载作用下采空区地基的沉降变形及垂向应力分布.通过注浆治理前后和建筑物建成前后老采空区地基变形差异的对比分析,确定了老采空区地基的稳定性和地面建筑的安全性,同时也提出了一种基于FLAC3D的采空区地基稳定性计算分析的方法和程序.认为三维数值模拟能较好地解决采空区地基变形计算和稳定性分析的问题.     

我国采煤沉陷区建筑利用关键技术及展望

采煤沉陷区建筑利用是解决资源城市转型发展用地和沉陷区村庄搬迁选址土地资源短缺难题的重要途径。系统进行采煤沉陷区情况调研、城镇建设建筑利用需求分析和工程发展历程回顾总结。归纳采煤沉陷区建筑利用关键技术,首先凝练提出采空区精准勘察的多种物探勘察、钻探勘察、钻孔彩色电视和三维激光扫描等技术,并给出了5种物探方法适用条件;通过整体分析评价技术中采动空间和采动时间稳定性问题,并基于场地稳定性、地基稳定性评价判据提出了工程建设5种(不适宜作地基的区域、暂不适宜作地基的区域、要求井下采空区处理的区域、可作地基的区域和推荐作地基的区域)适宜性分类;总结列出采空区加固治理与地面建筑抗变形结构设计的井上下措施及其关键技术;最后,针对采煤沉陷区城镇建设中建筑利用技术难题和不足,提出加强采煤沉陷区城镇建设和建筑利用的空间整体规划统筹引领作用,提升采空区精准勘探和地基加固治理技术装备水平,拓展移动期后采空区残余移动变形时空规律研究,加强采空区与建筑结构变形协同作用机理和效果优化研究,加强建设场地和建(构)筑物监测监控技术装备研发等今后研究发展方向,为推动采煤沉陷区城镇化建设科学研究与工程实践发展提供借鉴和参考。     

采煤沉陷区工程建筑物地基的稳定性分析

提出了采煤沉陷区地基空间稳定性和时间稳定性的概念及采煤沉陷区地基稳定性分析的4个要点，详细分析了地基主要受力层与老采空区裂缝带的空间关系、采煤沉陷稳定时间、采煤沉陷区残余残余移动变形的计算及其对地基稳定性的影响。以北票矿区采煤沉陷区治理工程为例，说明了采煤沉陷区地基稳定性分析在指导采煤沉陷区治理规划方面的应用。     

采煤沉陷区建筑地基稳定性分析方法对比研究

近年采煤沉陷区土地被广泛用作建设用地,建筑地基的稳定性直接决定沉陷区新建建筑物的可行性,而稳定性分析方法的选取是建筑地基稳定性分析的重要一环。为筛选出适用于采煤沉陷区建筑地基稳定性分析的最优方法,以淮北中湖采煤沉陷区为研究对象,针对沉陷区新建建筑物的地基稳定性分析问题,探讨了影响地基稳定性的主要因素,总结了地基稳定的评价标准,分别使用概率积分法、力学解析法和经验公式法对研究区地基进行了稳定性分析,并综合分析过程中的工作量、准确性、适用条件和模型构建因素对各方法进行了对比分析,指出了采煤沉陷区建筑地基稳定性分析的最适方法。研究表明：经验公式法在实际的地基稳定性分析中工作量小、准确性高、适用性强,模型可调性高,更适用于采煤沉陷区建筑地基稳定性分析的实际工程应用,力学解析法其次,概率积分法再次;概率积分法、力学解析法和经验公式法对研究区的地基稳定性评价结果与工程实际基本一致,研究区地基处于稳定状态;概率积分法实现了研究区未来十年的地表残余变形预计,今后研究区仍处于缓慢移动的状态,最大残余下沉量441 mm,最大残余倾斜1.6 mm/m,最大残余曲率0.02 mm/m²,...     

沉陷区地基稳定性评价机理及基于C#的软件开发与应用

在采煤沉陷区兴建建筑物,涉及到建筑物地基的长期安全稳定性,需要对沉陷区空间的稳定性进行分析、评价。文章分析了附加应力分析法在沉陷区地基空间稳定性评价的基本原理,探寻出矩形建筑物附加应力的分布规律,为拟建建筑物的尺寸选择提供了理论依据。根据附加应力分析法的基本原理,应用C#语言对采煤沉陷区空间稳定性评价与分析进行了程序设计与编写,实现了计算机对采煤沉陷区地基空间稳定性的评价与分析,为采煤沉陷区的地基空间稳定性评价问题提出了新思路,使得采煤沉陷区地基空间稳定性评价更科学、准确、便捷,为煤矿沉陷区兴建建筑物奠定了技术基础。     

煤矸石回填地基建筑间距对其稳定性的影响

以老虎台沉陷区工程实例为依托,利用有限元数值模拟,对不同建筑间距下建筑物、筏板基础、地基土体的变形情况进行了分析。根据分析结果确定了最小建筑间距,证明了老虎台矿煤矸石回填地基建筑物间附加荷载的叠加作用对建筑物的稳定性有较大影响。根据模拟结果显示的筏板基础和地基土体的沉降差异可知,筏板基础协调了地基将近10%的变形量,充分证明了筏板基础的变形协调作用。     

CFG桩复合地基在沉陷区差异沉降不良地基处理中的应用

以老虎台沉陷区为工程实例,针对沉陷区差异沉降不良地基无法满足地基使用要求的问题,采用有限元方法开展了采用CFG桩进行地基处理的数值模拟研究,对采用CFG桩加固前后的建筑物和地基土体的变形情况进行了系统的分析。结果表明:利用CFG桩加固后的地基稳定性大大提高,建筑物整体沉降显著降低,水平位移量值十分微小。验证了CFG桩加固沉陷区差异沉降不良地基的可行性和安全性。对于地基承载力足够大,但地基差异沉降过大的不良地基,采用CFG桩来协调地基变形具有良好效果。     

构造应力和节理耦合对采煤沉陷的控制作用分析

为了提高采煤沉陷设计计算的精确性,掌握构造应力和节理耦合对采煤沉陷的控制作用,采用FLAC有限差分程序建立数值模拟模型,分析不同构造应力和不同节理条件下对采煤沉陷的影响,为采煤沉陷预防提供一种有效的设计分析手段。     

采煤塌陷区土地建筑利用技术与工程应用

我国采煤塌陷区土地量大面广利用率低，加大对采煤塌陷区土地利用具有重要意义。为科学评估采煤塌陷区土地建筑利用的可行性和适宜性，采用理论计算和工程验证方法研究了塌陷区建筑地基的稳定性。在充分分析研究区下方老采空区特征和分布情况的基础上，采用概率积分法并选择合理的残余沉陷预计参数计算了该区地表后期的残余沉陷变形。采用地基附加应力法计算了新建建筑荷载在采空区上方地层中的影响深度，通过对比其与垮落裂隙带高度的空间位置关系来定量评价老采空区地基稳定性，并综合考虑地表倾斜变形指标确定建筑物高度。为确保建筑物安全使用，提出了基于地表残余沉陷变形的建筑物抗变形措施。研究表明：研究区后期将承受Ⅰ级残余沉陷变形，新建建筑荷载影响深度不会波及到垮落裂隙带范围，不会导致老采空区“活化”，实践效果验证了评价结论的可靠性；对采煤塌陷区进行工程建设利用和商业开发具有可行性，可以有效利用塌陷区废弃土地资源，生态效益和社会效益良好。     

采煤塌陷区土地建筑利用技术与工程应用

我国采煤塌陷区土地量大面广利用率低,加大对采煤塌陷区土地利用具有重要意义。为科学评估采煤塌陷区土地建筑利用的可行性和适宜性,采用理论计算和工程验证方法研究了塌陷区建筑地基的稳定性。在充分分析研究区下方老采空区特征和分布情况的基础上,采用概率积分法并选择合理的残余沉陷预计参数计算了该区地表后期的残余沉陷变形。采用地基附加应力法计算了新建建筑荷载在采空区上方地层中的影响深度,通过对比其与垮落裂隙带高度的空间位置关系来定量评价老采空区地基稳定性,并综合考虑地表倾斜变形指标确定建筑物高度。为确保建筑物安全使用,提出了基于地表残余沉陷变形的建筑物抗变形措施。研究表明：研究区后期将承受Ⅰ级残余沉陷变形,新建建筑荷载影响深度不会波及到垮落裂隙带范围,不会导致老采空区“活化”,实践效果验证了评价结论的可靠性;对采煤塌陷区进行工程建设利用和商业开发具有可行性,可以有效利用塌陷区废弃土地资源,生态效益和社会效益良好。     

大采高采煤工作面地表岩移规律研究

煤矿开采对地表的建筑物、生态环境等产生了影响，为了实现煤矿的可持续发展，需要对开采沉陷规律进行研究。采用现场观测的方法，布置了倾向观测线和走向观测线，对大采高23201、23103采煤工作面进行了全面观测和日常观测，并对观测结果进行了分析，确定了大采高采煤工作面地表沉陷的规律。该地表沉陷规律符合概率积分法预计模型，为“三下”开采保护煤柱的留设提供了理论依据。     

抗变形钢筋混凝土圈梁的应用

村庄下压煤开采,造成地面房屋破坏。实行就地或就近重建抗变形结构建筑是解放村庄下压煤的有效途径。阐述在采动沉陷地区建造砖混结构,抗变形设计的一项有效措施,设置钢筋混凝土圈梁的精确计算方法,根据建筑物变形分析附加应力,并应用东庞矿区一栋抗变形建筑物设计的工程实例加以论述。     

采煤沉陷区建设用地综合治理成套技术及应用

以淮北矿业集团拟建办公中心在采煤沉陷区进行建设为例,提出了针对老采空区的综合勘察技术;基于老采空区残余空间、破裂岩体裂隙分布规律、建筑荷载作用下老采空区的变形破坏规律及地表变形的时间效应,提出了采煤沉陷区建设用地地基稳定性评价方法;基于工程实践,提出了老采空区注浆治理的设计和检测方法,并初步形成老采空区治理效果检验标准;最终形成了包括老采空区勘察技术、采煤沉陷区地基稳定性评价技术、老采空区注浆治理技术、注浆效果检测及后评价技术的采煤沉陷区建设用地综合治理成套技术。该技术的应用为采煤沉陷区土地资源利用提供了新途径。     

FLAC在老采空区地基稳定性评价中的应用研究

以皖北某矿老采空区上方地基稳定性评价为例,研究了应用FLAC进行老采空区地基稳定性评价的过程与方法。研究表明,使用FLAC模拟老采空区地表移动和变形必须对岩层参数进行修正。模拟计算结果显示,老采空区地表残余移动变形与一般开采条件下主断面地表移动和变形具有相同的分布规律,在载荷作用下,地表移动和变形的大小范围均增大,该区域地表残余移动变形不会影响新建建筑物的安全使用。     

地应力对煤矿巷道围岩稳定性影响研究

为了确定采场布局和回采顺序,确保巷道围岩的相对稳定,分析了矿井所处的地应力状态、类型和作用特征。采用水压致裂地应力测量仪以及水压致裂法系统地对15号煤层进行地应力现场实测,得到不同位置的地应力数据。通过对实测数据的系统分析,得出盘区范围内地应力场的分布规律、巷道顶板稳定性受最大水平地应力的影响程度以及不同掘进方向巷道状况的差异。研究结果为采场合理布置及煤矿巷道支护设计强度提供计算参数,对于井巷布置和矿山安全高效生产具有重要指导意义。     

深基坑双排桩支护结构施工设计计算分析

作为一种新型深基坑支护结构,双排桩支护结构本质上是一种悬臂支挡结构,是通过竖向双排混凝土灌注桩、刚性连系梁和冠梁形成空间门架式支护结构体系,侧向刚度相对较大,可以对深基坑的变形进行有效的控制。对襄阳内环线工程跨襄阳北编组站大桥主塔深基坑进行施工设计及计算分析,从荷载取值、土压力计算、嵌固深度、稳定性分析等方面,详细阐述双排桩计算过程。并利用有限元计算软件建模分析开挖过程,为深基坑开挖提供合理分层厚度,进一步确保工程施工安全,为类似工程提供参考。