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。     

采空区上方地基稳定性评价

 摘 要 为获得有效的老采空区地基稳定性评价方法,以淮北金岩、相南小区为例,根据收集的地质资料,应用概率积分法对采空区的沉陷变形及影响范围进行了定量评价;在结合建筑物荷载影响深度与老采空区冒落裂缝带发育高度相对位置关系的研究的基础上,对采空区上方地基的稳定性进行了定性评价,论证了在该小区建设建筑物的可行性;对采空区上方建筑物提出了相应的安全保护措施,为该小区建设提供了技术依据。     

矿区塌陷区开发建设用地的稳定性分析

随着我国城镇化进程加快,城市周边闲置的塌陷土地逐渐被列为城市发展用地,大量的塌陷区土地被开发利用成为建设用地。当在塌陷区土地上新建建筑物时,荷载的增加可能会破坏老采空区的应力平衡状态,导致老采空区"活化",引发地基失稳。为分析塌陷区土地转为建设用地后的稳定性,提出了定量估算塌陷区上方新建建筑物安全高度的方法。结合实例,根据弹性地基应力布辛奈斯克解在三维空间上的计算法则,计算了建筑物的荷载影响深度;根据覆岩破坏特征,认为当新建建筑物的荷载影响深度、煤岩柱保护层厚度和导水裂缝带高度之和恰好等于采空区最小埋藏深度时,此时的新建建筑物荷载为临界荷载。当新建建筑物的载荷不超过临界载荷时,不会引起采空区"活化"。研究表明:根据矿区塌陷区地质采矿条件计算临界载荷,反演新建建筑物的安全高度,可为确定矿区塌陷区新建建筑物的安全高度提供理论依据。     

老采空区地基稳定性评价

以平顶山矿务局阿庄住宅小区为实例，系统地研究了老采空区上方地基稳定性的评价方法，提出了以建筑物荷载影响深度，采空区冒落裂缝带发育高度不相互重叠来确定建筑物的层数，指出在建筑物设计时要适当考虑老采空区活化可能产生的地表残余变形。     

锡矿山五窿道老采空区建筑地基稳定性数值模拟分析

为了分析锡矿山锑矿床五窿道区老采空区上方建筑地基稳定性, 对该区的采空区进行了现场调查, 分析和探讨了采空区建筑物移动变形机理和采空区围岩失稳机理。采用ABAQUS对采空区建筑地基稳定性进行三维有限元模拟分析, 研究表明, 该区采空区都存在破坏的可能, 对老采空区必须进行处理。     

开滦唐家庄矿采空区上方地基稳定性评价

针对原唐家庄矿工业场地下方采空区的具体条件,通过地表残余移动变形预计、建筑物载荷影响评价、煤柱长期稳定性分析等方法,对老采空区上方地基稳定性进行了评价。     

采空区上方地表建筑物地基稳定性时空效应分析

由于地下矿体的开采,导致采空区上方地表及其附近出现沉陷变形,为防止损坏地面建筑物,需要对建筑物的地基进行稳定性评价。以玻璃工业园建筑工程地基稳定性的研究为例,利用采空区沉陷的时间效应、三带理论对采空区上方及附近地基的稳定性进行定性评价;应用概率积分法对采空区的沉陷变形及影响范围进行了定量评价,并对采空区上方建设建筑物提出了相应的安全保护措施。     

老采空区新建住宅楼裂缝原因及防治措施

某局在老采空区地面规划新建了五十余栋家属住宅楼（五、六层）小区,有十余栋住宅楼交付使用后不久相继在窗台下角出现了裂缝。本文对老采空区地基稳定性进行了评价,分析了楼裂缝原因,结合观测资料对裂缝稳定性进行了分析,指出了老采空区地面新建建筑物应当采取的防治措施。     

采空区上方建筑物地基稳定性评价

在采空区上方修建建筑物,其地基稳定性评价工作具有极其重要意义。以某采空区上棚户区改造工程为背景,结合当地实际经验与地质勘查、数值计算等手段分析了影响地基稳定性的各种因素,包括地表变形特征、残余沉降计算以及采空区活化等,并在此基础上评估了场地的适宜性,同时给出地表新建建筑物应采取的技术保护措施,对类似工程具有一定的借鉴价值。     

老采空区新建住宅楼的可行性分析及保护措施

文中以某集团拟在老采空区上方新建六层住宅楼为例,分析研究了在老采空区上建设住宅楼的可行性,以及为了确保新建建筑物的安全,需要对区内兴建建筑物采取的保护措施。     

老采空区地基稳定性附加应力-概率积分法评价

提出运用附加应力-概率积分法对半无限开采缓倾斜煤层的老采空区地基稳定性进行综合评价,为老采空区工程建设提供科学依据。以石家庄钢铁公司拟建原料基地为例,运用该方法分析了煤矿老采空区对工程建设的影响。分析认为拟建工程荷载不会使煤矿老采空区活化,采空区残余变形对拟建工程的影响在允许范围以内,对工程建设影响不大,在拟建场地进行工程建设基本可行,为采空区上方兴建工程提供了科学依据。     

长壁开采老采空区注浆充填范围确定方法

浅部老采空区注浆充填是保证老采空区建筑物地基稳定的有效措施,在确定充填治理范围时,目前大多采用正在开采的地表移动角确定注浆充填范围,这将导致充填范围过大,造成不必要的浪费,为此,基于国内开采沉陷资料,首先建立了正在开采的地表移动角与深厚比的关系,然后在分析老采空区变形机理基础上,提出了残余移动角的思想,根据残余移动与正在开采的地表移动相似性,建立了残余移动角与老采空区开采深度、等效开采厚度之间的关系,给出了老采空区充填注浆范围的确定方法,为老采空区充填治理范围的确定,提供了可靠的理论和方法.     

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.     

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。     

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。     

基于云物元模型的采空区稳定性评估研究

针对采空区稳定性影响因素的随机性、模糊性及因素之间不相容性等特点,将云模型和物元分析方法结合,提出采空区稳定性评估的云物元模型。在分析采空区稳定性影响因素的基础上,构建评估指标体系,采用德尔菲法计算评估指标权重。将所建立的模型应用于某铜矿的6个采空区进行稳定性评估,通过Matlab软件编程计算6个采空区稳定性的综合关联度,依据最大隶属度原则确定采空区稳定性的评估等级。研究分析表明,评估结果与实践相符,云物元模型对评估采空区稳定性是有效的。     

基于功效系数法和改进层次分析法的采空区稳定性评价研究

研究采空区稳定性评价新方法或模型对于提高采空区稳定性状况评判的可靠度、保证地下矿山的生产安全具有重要意义。选取工程地质环境、岩体质量、采空区几何参数和围岩应力四方面的因素作为采空区稳定性的主要影响因子,构建了地下矿山采空区稳定性评价指标体系。基于功效系数法原理,采用三标度改进层次分析法确定各评价指标的权重系数,建立了采空区稳定性评判分级新模型。将所建立模型运用到盘龙铅锌矿采空区稳定性评价研究,评判结果与工程实际相吻合,验证了基于功效系数法的采空区稳定性评判分级模型的适用性和可靠性,为采空区稳定性评价提供了一种新方法。