不同深度黄土微观特性对开采沉陷的影响研究

为了探究厚黄土层下开采黄土微观特性对地表移动变形的影响，以山西某矿为例，采用物理实验与数值模拟相结合的方法，分析了不同深度黄土颗粒组成及微观结构特征，建立了厚黄土层分层模型，研究了不同黄土层厚度下的地表变形特征，揭示了黄土微观结构变化对地表移动变形的影响。研究表明：随着黄土深度增加，粉粒含量不断减少，黏粒及胶粒含量升高，微观结构由似柱状堆砌到似球状镶嵌最后形成胶结凝块结构，孔隙空间由贯穿可压缩孔隙到镶嵌孔隙最后形成微孔隙空间；该矿150 m厚黄土层下开采，地表最大下沉及水平移动值分别为4.112、1.327,20 m黄土层移动变形低于地表黄土，黄土压缩量约占地表最大下沉值的12.4%且主要表现在地表浅层处；随着土岩比不断增大，地表下沉量及水平移动呈先增大后减小特征，两者分别于土岩比1.33、1.67达到转折点；黄土层随着深度的增加，其微观结构变化对于地表宏观沉陷具有缓冲作用。