渑栾高速采空区路段建设场地稳定性评价研究

针对老采空区上方建设场地在稳定性评价方面存在模糊性和复杂性的不足,基于三角模糊层次分析法与云模型,对渑栾高速采空区路段建设场地进行了稳定性评价研究。首先,顾及水文地质条件、开采技术条件、场地变形特征和外界扰动四方面因素,建立了老采空区上方建设场地稳定性综合评价模型;其次,考虑到评价过程的复杂性与不确定性,提出三角模糊函数的层次分析法用于确定各评价指标的权重;最后,采用云模型将研究区域各影响因素的评语集转换为云模型的数字特征,再结合评价指标的权重可以得出研究区域的稳定性等级。将研究成果应用于渑栾高速采空区路段建设场地的稳定性评价,结果表明：该区域路段建设场地主要呈稳定和基本稳定状态,据此提出了适用于渑栾高速采空区路段的路基、路面处治对策。     

相似材料模型的位移监测方法对比研究北大核心

通过总结相似材料模型的位移监测方法,分析了各种方法的原理及优缺点。从精度、实时性、测量方式、接触性、可量测维度5个方面对各种监测方法进行了对比,得出了不同监测方法的适用范围。     

基于云模型与模糊层次分析的老采空区建设场地稳定性评价

为科学合理评价老采空区上方建设场地的稳定性,基于云模型与模糊层次分析法（Fuzzy hierarchy analysis process,FAHP）,对武云高速采空区路段建设场地进行了稳定性评价。首先,筛选出武云高速采空区路段建设场地稳定性的6个独立影响因素,分别为深厚比、覆岩强度、构造复杂度、水文特征、停采时间和相对位置,并分析了各因素对稳定性的影响机理,建立了适用于研究区域的稳定性评价模型;其次采用云模型确定了评价指标隶属度,有效避免了数据随机性和不确定性对综合评价结果的影响;然后基于模糊层次分析得出评价指标权重,可降低数据处理中主观因素影响,提高分析结果的可靠性;最后利用构建的模型对武云高速采空区路段建设场地进行了稳定性评价。研究表明：所提方法的评价结果符合工程实际情况,为武云高速采空区路段的设计、施工与维护提供了支持。     

采空区建设场地稳定性评价指标体系构建研究

评价采空区建设场地的稳定性是对建设场地开发利用的前提,而构建一套合理的评价指标体系是进行 稳定性评价的关键。 首先从水文地质因素、建设场地自身因素、外界环境因素三方面海量选取评价指标,并遵循唯一 性、目的性、可行性和可观测性原则对指标进行初次筛选;然后通过 R 聚类对评价指标进行分析,保证所筛选出的指 标能全面评价建设场地的稳定性;最后通过变异系数筛选出对稳定性影响最大的指标,从而建立了采空区建设场地 稳定性评价指标体系,并结合主成分分析与信息熵对评价指标体系的合理性进行检验。 将所建立的评价指标筛选模 型应用于渑栾高速采空区路段建设场地。 结果表明:① 采用 R 聚类和变异系数最终筛选出 9 个评价指标,从而建立 了采空区建设场地稳定性评价体系;② 所构建的评价指标体系用 28%的海选指标反映了 86%的原始信息,证明了指 标体系构建的合理性。 研究成果可为采空区建设场地的稳定性评价提供理论依据。     

液体静力水准仪变形监测精度分析

变形监测是监测形变体安全与否的重要手段,而常规地面测量方法监测周期较长,难以实现远程实时监测。利用静力水准仪高精度、实时监测等优点,获取实验区域地表建筑物变形数据,分别从温度、延迟效应、液体材料及其他影响因素进行了详细的影响分析,并建立了各影响因素改正模型。数据分析结果表明,当填充液体为玻璃水时,静力水准仪经过误差改正后,监测系统高程测量精度为0.19 mm,2个监测点间高程差监测精度为0.08 mm。     

废弃采空区地基稳定性极简评价指标体系构建

废弃采空区不良地基残余变形威胁其上方拟建工程的运营安全，对其开发利用前需进行地基稳定性评价，而当前地基稳定性评价指标体系中因素纷繁复杂且数量庞大，极易导致评价结果失去科学性和合理性。以河南古汉山矿和吴村矿废弃采空区上方的武云高速建设为例，基于研究区域的实际地质采矿环境，首先遵从唯一性、目的性、可行性和可观测性四大原则对初选指标进行定性筛选；其次，基于改进灰色关联度算法对定性筛选出的结果再次进行定量筛选，确定了煤层埋深、建(构)筑物荷载扰动深度与导水裂隙带垂向间距以及停采时间作为评价指标，进而构建了适用于武云高速建设地基稳定性评判的极简评价指标体系，通过引入效度系数和相关性系数分析了该指标体系的有效性和可靠性。研究表明：运用所构建的极简指标体系评价武云高速建设地基处于基本稳定状态，评价结果与其他指标体系的评价结果较一致，且由于所构建的指标体系仅含有3个主要指标，可极大减轻系统的计算负担，简化评估过程。     

下煤层充填开采充实率设计的数值模拟

多煤层开采时,下煤层充填开采效果会直接影响地表移动变形值。充实率越高,地表缓沉效果越明显,但其开采成本也越高。基于此矛盾点,利用FLAC3D数值模拟软件,系统地研究了某矿区下煤层不同充实率方案时地表移动变形值的变化规律。实验结果表明：①随着充实率的提高,地表移动变形值是呈负指数函数减小的,直至趋于某值后不再变化;②在充实率为80%时,地表最大下沉值为750 mm、最大倾斜变形值为1.5 mm/m、最大水平移动值为1.4 mm/m,均满足规程要求。不仅能保证地面建（构）筑物的安全,还能达到最优的经济效益。研究成果对于指导下煤层充填开采具有十分重要的理论和现实意义。     

寒区充填开采地表变形监测数据稳定性分析

为了准确获取充填面地表移动变形数据,有必要对各期监测数据的质量进行检验。利用F检验和t检验方法对寒区充填面观测站中监测点进行稳定性分析,结果表明观测期间控制点具有稳定性,进一步分析发现目标点存在3种形式的竖向移动：一是采煤引起的地表沉降,二是长期的汽车荷载作用下路基沉降现象,三是季节性冻土层的融沉现象。最后一种现象在我国高纬度地区较为普遍,该现象的产生将扩大地表移动盆地边界,减小主要影响正切值,不利于该类地质采矿条件下地表移动变形预计参数的准确获取。     

基于模矢法的顾桥矿采空区参数识别

针对常规地球物理勘探法探测老采空区时存在的解译依赖于先验知识、探测精度低等问题,对采空区参数识别方法进行了研究。将煤层厚度m、煤层倾角α、工作面倾向方位角v、采深H、走向长D_3、倾向长D_1以及采空区中心点坐标(X_1,Y_1)定义为矩形采空区的特征参数,以地表沉陷预计模型(概率积分法)为基础,构建了采空区参数与地表沉陷的定量关系模型(将采空区参数视为待求参数,将实测地表沉陷值视为已知量),提出了基于模矢法的采空区参数识别方法。顾桥矿1414工作面采空区试验表明:采用所提方法识别采空区的相对误差绝对值优于17.7%,相对误差绝对值平均为5.15%,下沉拟合误差为-120~120 mm,下沉拟合中误差为-53~53 mm。     

武云高速建设场地残余沉降及治理对策研究

为了获得可靠的采空区地表残余沉降数据,准确判定采空区稳定性,以武云高速采空区段建设场地为例,利用DS05精密水准仪按一等水准测量精度进行周期监测,监测结果表明:K30+800~K31+500路段累积最大残余沉降值超过20mm,残余沉降速度具有显著的周期变化特征。K31+700~K33+000路段残余沉降值明显小于K30+800~K31+500路段,累积残余沉降小于5mm,且沉降值与采空区埋深成反比关系。以此为基础,提出了武云高速采空区段建设场地的治理对策:采用加铺土工布、土工格栅等材料,提高路基的整体稳定性,同时路面采用柔性材料,以满足采空区剩余变形要求,确保高速公路通车安全。