贵州仁赤高速公路朱家沟煤矿采空区稳定性评价

以贵州仁赤高速公路朱家沟煤矿为例,通过地质力学分析方法评价煤矿采空区上覆岩层的稳定性情况;利用离散单元法,拟定计算模型,并进行开挖模拟计算.通过对计算结果的分析,研究煤矿开采引起的覆岩移动规律、地表变形规律,计算已有采空区可能引起的地表变形范围和变形量,进而对高速公路煤矿采空区稳定性和对高速公路的影响进行评价.     

下伏煤层采空区对公路隧道影响的数值分析

下伏煤层采空区具有隐伏性强、空间分布及变形复杂等特点,对公路隧道影响大,如何评价采空区对公路隧道的影响是目前的技术难题。文中结合工程实例,采FLAC~(3D)三维数值软件,系统分析了煤层开采引起的覆岩塑性变形、覆岩应力分布、隧道底板水平变形、倾斜及曲率等特征。结果表明,随着煤层的逐步开挖,空区上覆岩层至地表均产生了一定程度塑性变形;隧道底板水平变形量、倾斜值、曲率值超过容许变形值,需采取工程措施处治或避让处理。     

某大桥桥基下煤矿采空区的稳定性分析与研究

在分析某大桥桥基下煤矿采空区工程地质条件的基础上,对采空区顶板和煤柱的稳定性进行了定量的分析和研究。同时,针对该煤矿采空区的工程地质特征,采用数值模拟的方法,分析了煤层开挖过程和在长期条件下采空区覆岩的位移、应力及塑性区变化的规律,并对采空区桥基的长期稳定性进行了评价和预测。结果表明:该路段的采空区变形尚未完成,对大桥桥基的稳定性构成威胁,因而需要对该采空区场地进行治理。     

上软下硬复合地层双线平行隧道施工影响分析

在隧道建设过程中会遇到上软下硬的复合地层,如何控制复合地层隧道开挖对围岩和地层变形的影响成为亟待解决的工程问题。青岛地铁十三号线(R3)二期工程在施工中,隧道穿越上覆地层以土层为主、下部以岩层为主的"上软下硬"复合地层。通过采用数值模拟和现场监测并反馈的方法对青岛地区"上软下硬"复合地层双线平行隧道围岩变形特征和地层移动规律进行研究。研究结果表明:隧道在穿越均一或复合地层时,围岩和地表会产生不同程度的变形;隧道围岩软硬岩比例越高,隧道拱顶下沉、隧道底板隆起和地表沉降量也越大,且以先行隧道拱顶沉降最为显著,在施工中应加以重视。这为双线平行隧道在上软下硬复合地层施工提供了一定的指导意义。     

多层采空区影响下隧道内力变化的数值研究

针对具体工程案例,建立了隧道下穿两层、上覆一层的采空区的数值模型,得到了隧道开挖后隧道变形、衬砌结构内力及地层变化的规律,探究了多层采空区对隧道的叠加效应。主要发现有：隧道上、下的采空区对隧道变形的影响规律不同;多层采空区的存在大大增加支护结构的截面偏心距,从而降低结构的承载能力;有无采空区时隧道周围的地层变形特征差异显著。     

丹霞地貌区某软硬互层公路边坡变形破坏机制物理模拟研究

以蓉遵高速元厚出口上行边坡为研究对象,探讨贵州丹霞地貌区软硬互层公路边坡的变形过程与破坏机理。该边坡为红层软硬互层公路边坡,不等厚巨厚层砂岩与薄层泥岩相间分布,共可概化为15层。边坡坡表处软岩风化严重并有宽大裂隙及凹岩腔产生,从坡顶处时有碎石滑落堆积于坡底。论文采用底摩擦模型试验分析方法,对该工程边坡从边坡开挖到砂泥岩差异风化凹岩腔的扩展条件下边坡的变形、破坏发展演变过程及其特征展开研究。试验结果表明:天然边坡开挖时,对边坡整体影响不大,层面整体处于压密状态;边坡开挖过后的风化过程中,无节理时随着凹岩腔加深,砂岩层的破坏模式以坠落式为主,有节理时节理对边坡的变形破坏起到一定的推进作用;随着凹岩腔加深,临坡表处砂岩会从预加的节理裂隙处发生倾倒式的破坏。     

湖南某高速公路压覆煤矿采空区路基的稳定性分析

以夏蓉高速湖南境郴宁高速公路k179+870～k180+030段路基压覆龙潭煤矿采空区作为研究对象,通过对现有的地质勘查资料及物探成果的综合力学分析及评价,再运用数值计算模拟采空区的覆岩移动规律、地表变形规律,计算已有采空区可能引起的地表变形范围和变形量,进而对k179+870～k180+030段采空区稳定性、煤柱保护范围及与高速公路的影响进行分析评价。     

预留核心土环向刻槽对隧道开挖的稳定性影响

软弱破碎围岩隧道开挖后,在初始应力作用下,围岩松动变形、掌子面失稳,易产生较大内空位移,导致拱顶坍塌、地表下沉等病害.针对软弱破碎固岩的力学特性,提出预留核心土环向刻槽开挖法,并结合工程实例,以散值分析的方法研究核心土对较岩隧道开挖的稳定性影响.利用FLAC3D软件模拟隧道在不同长度及半径核心土条件下的开挖过程,分析掌子面附件围岩的位移、应力及塑性区变化情况.研究表明,预留核心土能减少隧道开挖对软弱破碎围岩的扰动,极大改善掌子面的受力情况,约束掌子面及附件围岩位移,控制塑性变形;核心土的长度及半径影响其对围岩稳定性的作用效果,它们存在一个最合理值.     

高地应力软岩隧道台阶参数对变形的影响分析

以某铁路隧道台阶法施工为例,通过建立数值分析模型,分析高地应力软岩环境下铁路单线隧道台阶法开挖时台阶高度和长度变化对变形的影响,并结合现场变形监测数据进行了验证。分析结果表明:台阶参数对控制隧道变形有重要作用;台阶高度均应控制在3~4 m,且在满足施工机械作业空间要求的情况下,应尽量减小上台阶开挖高度;开挖台阶长度为4~6 m较为合适。     

砂泥岩互层缓倾切向边坡应力特征及变形机理研究

为了更好地分析砂泥岩互层缓倾切向边坡的变形机理情况,以西南某红层边坡为例,基于数值模拟软件建立了软硬互层三维切向地质模型,探讨了边坡开挖、支护后的应力场和位移场。结果表明：砂泥岩互层切向边坡开挖后,边坡XX方向应力和YY方向应力出现了沿切向的锯齿形状,应力分布受岩层切向与互层岩性差异的影响较大,ZZ方向应力几乎不受影响;切向岩层受侧向约束的影响,致使边坡变形出现了层次性,且X方向较为显著,Y方向次之,Z方向最弱;边坡整体变形趋势类似于均质岩坡,呈现圆弧滑动趋势;边坡采用框架锚杆支护,仅起到构造护坡作用,边坡的变形和应力状态并未发生实质性的影响。研究成果对砂泥岩缓倾切向边坡的变形预测和支挡防护具有一定的工程借鉴意义。     

下穿房柱式采空区隧道变形规律与控制研究

为了探究房柱式采空区开采过程和隧道下穿采空区施工过程的相互影响,以巴准铁路敖包沟隧道为依托,采用数值方法对施工过程中围岩变形与受力随施工步变化进行模拟分析。研究表明:隧道下穿房柱式采空区时,采空区开挖造成采煤柱压缩,采空区侧壁和煤柱发生较大水平位移,影响延伸至地表2倍采煤长度范围内;隧道下穿施工引起采空区底板与顶板竖向位移进一步增大,造成3倍开采深度范围内地表沉降;采空区、煤柱和地表变形随隧道开挖步变化规律相关性较高,且隧道拱顶受采空区底板变形的影响是引起失稳的主要原因。研究结果保障了敖包沟隧道下穿采空区的施工安全。     

复杂下伏采空煤巷影响下软岩隧道开挖稳定性数值模拟

以牛峒山隧道工程为依托,运用有限差分数值模拟软件,研究了复杂下伏采空煤巷影响下隧道施工期间的稳定性。结果表明:采空煤巷的存在将导致新建隧道与既有采空煤巷对围岩的扰动区域相互重叠,造成隧道的失稳破坏;采空煤巷近接隧道的方式和距离均会影响隧道开挖期间的稳定性,采空煤巷与隧道的间距大于或等于5 m时,可认为隧道的稳定性较好;采空煤巷与隧道的间距较小时,隧道的稳定性随下伏采空煤巷倾角角度的增加而逐渐减弱。     

公路隧道穿越陡倾煤层采空区力学特性分析

针对隧道穿越陡倾煤层的施工力学特性,采用数值计算方法,探讨隧道施工对采空区围岩变形和受力的影响,结果表明,围岩应力分布规律受采空区影响显著,陡倾煤层采空区前后15 m为隧道施工过程中加强支护和重点监测范围。通过分析陡倾采空区对隧道结构的影响程度和规律,发现采空区的存在使得隧道支护结构主应力最大值增大约15%~20%,对隧道整体结构的稳定性不利。     

低等级公路下伏非规则采空区的稳定性分析及治理措施

根据对昆明和下路采空区的现场勘察和探测,针对路基下埋设深度及分散密度具有差异性的非规则采空区巷道,提出了充填浆液、开挖回填与装铺钢筋混凝土板三种不同的综合治理措施,并结合FLAC3D数值模拟分析了低等级公路采空区,使用廉价的水泥黏土浆液取代水泥粉煤灰浆液的可行性,且对装铺在浅埋采空区的钢筋混凝土板的稳定性进行了评价,为处治该等级公路提供参考。     

长大隧道穿越泉域保护区及煤层采空区地质选线关键技术研究

为解决过煤层采空区分布区及水源地保护区铁路选线难题,依托山西某煤运铁路通道,提出下穿煤层采空区,上跨水源供给稳定饱和水位的隧道方案思路。在此基础上归纳总结综合地质勘察技术方法及手段,用于煤层空间分布及水源饱和水位的勘探,并借鉴煤矿工程、铁路工程及地下工程经验及理论,结合数值模拟提出煤层采空区下铁路隧道65 m的安全覆岩厚度,为方案论证及实施提供了重要依据。     

绵泸高铁大面积采空区采动影响研究及防治措施

依托绵泸高铁内自泸线穿过螺观山脉时遇无法绕避的大面积煤层采空区，比选采动影响对高铁的安全危害最小、地质条件最优的线路方案。通过充分的资料收集、大面积地质调绘对比、再结合钻探、多种物探探测成果进行综合分析和专题研究，查清采空区影响范围，确定方案；针对采空区对高铁的影响进行定量分析，并采取有效的防治措施。     

道路穿越煤田采空区预留煤柱的技术措施研究

为了开发和利用废弃矿区老采空区土地,提高矿区土地利用率,缓解矿区土地资源紧缺的矛盾,开展采空沉陷区土地资源的开发和利用工作已经迫在眉睫。该文通过乌鲁木齐外环路东北段穿越六道湾煤田采空区的工程实例,介绍了道路穿越煤田采空区预留煤柱路段确保路基抗变形措施的方法、注浆处理的技术和检测路基抗变形效果的检测方案等。其技术措施可供同行借鉴。     

煤田采空区路基抗变形注浆治理方案设计

主要介绍了煤田采空区预留煤柱段路基抗变形注浆治理方案设计,通过煤田采空区对预留煤柱的稳定性影响分析,结合注浆原则,制定了路基抗变形注浆治理的设计方案以及注浆质量检测方法和施工控制措施。并以此很好地指导了乌鲁木齐外环路东北段六道湾煤田采空区预留煤柱段基坑变形注浆治理工程的施工。     

大连经济技术开发区石棉矿采空区地面塌陷机理与稳定性分析

分析了大连经济技术开发区石棉矿采空区地面塌陷形态及采空区塌陷机理,并应用ANSYS软件对采空区稳定性进行评价。结果表明:石棉矿采空区地面塌陷主要形态为采空区塌陷坑伴生地表裂缝、长列式串珠状地表塌坑、碟形和椭圆形塌陷坑及长列式单体塌陷坑。矿柱强度、矿柱数量及矿柱宽高比是引起岩体移动的决定因素。ANSYS软件数值模拟表明,采空区范围变形破坏仍在继续,总体变化趋势较大。建议加强监测,以策安全。