高速公路采空区地面变形计算方法

采空区地面变形计算问题是一直困扰通过采空区高速公路建设的难题,之前尚无良好的理论计算方法。基于随机介质理论,建立了高速公路地下采空区地面变形计算模型,并编制了相关计算程序(GSM和POBA)。用编制的计算程序对耒宜高速公路下覆典型的两种采煤形成的采空区坍塌后地面变形进行了计算分析,计算分析结果表明:随机介质理论计算模型应用比较成功,能反映地面移动规律;该处采空区对高速公路的正常使用产生威胁,宜进行适当的工程处理,并确定了工程处理范围。     

采空区对铁路隧道工程结构影响分析

随着我国高速铁路建设的发展,越来越多的新建铁路工程位于矿产地下采空区附近,矿区开采后形成的采空区对铁路隧道工程安全性影响已日益成为亟需解决的工程问题。针对采空区引起地表塌陷危及隧道安全的问题,结合张吉怀铁路隧道工程情况,通过理论分析类比法,并采用Flac3D有限元软件进行数值计算,综合分析了杜夜锰矿地下采空区引起的地面变形影响范围以及铁路隧道变形情况。结果表明,杜夜锰矿开采后的采空区引起的围岩变形主要集中在矿体上方以矿体底部按岩石移动角作斜线包含的区域,区域外围岩变形迅速变小;采空后引起张吉怀铁路隧道变形影响距离保守估算取221m;杜夜锰矿采空区引起的隧道变形在允许范围内。     

北京门头沟新城建设场地小窑采空区探测及稳定性分析

本文以门头沟新城建设场地小窑采空区为研究区,在以地震勘探和高密度电阻率测试两种地球物理探测手段圈定采空区空间范围的同时,进一步采用钻探手段精准确定场地采空区分布范围。在此基础上,根据采空区沉陷变形计算理论和场地地基内力计算原理,对门头沟新城采空区场地的稳定性进行了分析和评价。研究结果表明：场地东北角及西南角局部区域有诱发地面塌陷的可能性;其它区域由拟建建筑引起的附加应力,使该区域采空变形的可能性增加,但因采空区埋深相对较大,附加应力影响范围有限,诱发地面塌陷的可能性较小。研究成果可为后续工作及类似项目提供参考。     

下伏采空区桥隧工程变形及受力响应特征分析

 高速公路桥隧下伏采空区潜在危害性评价及其处治技术的研究,是目前高速公路建设中急待解决且具有挑战性的技术难题。以青岛—银川高速公路下伏采空区矾水沟大桥—师婆沟隧道工程为背景,基于MIDAS/GTS有限元程序构建FLAC3D三维计算模型,分别对分期采矿形成地下采空区、对双层采空区进行注浆处治、然后进行双线桥隧工程施工过程中地表变形响应、隧道初衬结构、桥梁和墩台的变形及受力特征等进行数值模拟分析,揭示不同工况条件下的地表变形程度,确定地表沉陷盆地特征及沉陷盆地中心位置,对隧道初衬结构和桥梁墩台的变形和受力关键部位进行预测。基于双曲线预测模型和灰色预测模型,结合大量现场实测数据,采用误差绝对值加权和最小的准则,借助MATLAB软件计算加权平均数,建立穿越采空区公路隧道地表沉陷预测模型和分析方法。工程实践表明,该工程应用效果良好。研究成果对采空区进行注浆补强处治和加固桥隧工程关键部位设计和施工,具有重要的理论指导意义和工程实用价值。     

煤矿采空区跨度和延续时间与地面残余变形的相关规律及实证

结合山西离军高速公路下采空区的特征,采空区注浆处治、钻探资料,研究采空区跨度、延续时间与残余变形规律,提出残余变形预计方法与计算公式,并应用采空区处治的注浆量进行分析验证,得出采空区跨度和延续时间同地面残余变形的相关规律,通过计算采空区未密实等效高度和注浆量等效高度可以对采空区治理的效果进行分析评价.     

断层构造采空区箱涵高路堤变形失稳演化分析

断层地质构造的存在将严重影响穿越采空区高速公路路基路堑的稳定,选取既有断层构造存在,又有采空区的箱涵高路堤高速公路段落,依托典型工程实例,采用岩土工程常用的数值模拟分析软件—Flac^3D,研究采矿引发断层“活化”不利的地基稳定性,研究“活化”地质断层,分析高填方路基“疾病”的机理、变形和地面不稳定,探讨修筑箱涵通道及高填路基而出现的变形与失稳问题,发现预防道路路基的不连续变形、沉降,旨在为确定合理的技术基础。研究表明:煤层开采改变了围岩的物理力学性质形态,是影响断层“活化”的主要因素;断层“具有屏蔽作用,影响水平方向的移动、下沉变形的对称性。     

铁锤山地面塌陷发育现状及变形规律的探析

在总结分析地面塌陷及变形的基础上,基于地形地貌、岩层结构与移动盆地变形理论,研究了铁锤山地面塌陷发育特征及变形规律,结合地面塌陷与变形的基本特征,从区域地质环境条件探析其地面塌陷的形成原因;在地面出现不连续塌陷地段、移动盆地完整性差的情况下,建立以区域地面塌陷的稳定性评价及确定影响范围为基础,增大了防治的预知性。通过对地表地面塌陷的全面调查,采空区地面塌陷现状与变形的理论揣测基本吻合,为铁锤山地面塌陷的监测和预防工作提供了相应的理论支撑。     

模袋帷幕注浆技术在采空区加固治理中的应用

高速公路建设产生的附加荷载易加速采空区上覆岩土体的冒落塌陷,威胁道路的服役性能和安全稳定。针对道路下伏采空区路域范围加固治理的工程需求,提出了模袋法帷幕注浆技术。该技术首先通过物探结合钻探确定采空区位置及分布特征,进而设计帷幕孔位和模袋尺寸。采用压力注浆使模袋展开并形成连续地下帷幕,最后对帷幕内采空区进行灌浆充填,实现对采空区或溶洞注浆加固的目的。采用该技术对岚临高速公路部分路段下伏采空区进行了注浆加固治理,取得了良好的应用效果,可为类似工程问题的解决提供有益的参考。     

煤矿（窑）采空区铁路工程设置研究

详细分析了煤矿（窑）采空区地表变形的影响因素,从小煤窑采空区的变形特点和大面积采空区的变形特点两方面阐述了煤矿（窑）采空区的变形特征,对煤矿采空区铁路工程设置进行了研究,并提出了工程设置建议,以供类似工程参考。     

公路路基下伏煤矿采空区注浆处理设计计算方法探讨

0　引　　言 yh矿区高速公路建设经常遇到采空区的问题 ,对于现采区和未来采区 ,可通过井下开采措施或地面构筑物保护措施[1] 来解决 ,但对老采区 ,特别是小煤窑 ,到目前为止 ,尚无完善的治理方法。已有的几种方法 ,如绕避法、桥跨板跨法、灌注柱支撑法、井下浆砌干砌法、注浆充填法等 ,各有其适用范围 ,目前以使用压力注浆充填法为主 ,如石 -太、晋 -焦及京福高速徐州东段采空区治理等均使用了该法。但其在设计计算等方面存在很多问题 ,实际使用尚不尽如人意。本文主要从临界采深及治理范围确定、注浆量预测、布孔方式、配合比设计、施工工艺设计等几个方面对采空区注浆充填法治理进行了探讨。1　设计处理要求