老采空区地表残余变形预测理论及应用研究
在老采空区地表兴建建筑物时,地基稳定性评价为关键问题,残余变形又是影响采空区稳定性的主要因素.我国现行规程认为采动过程地表移动延续时间T=2.5H0(d),一般为3~5年.观测资料表明,在这之后采空区并没有完全稳定,地表有进一步产生移动变形的可能.在老采空区地表兴建建筑物时,由于附加荷载和扰动的共同影响,采空区原有的力学平衡状态被打破,地表将会产生残余变形.在外力的作用下,甚至会产生突发性的沉降.由于规程中没有涉及残余变形的概念,因此,对残余移动变形的研究具有重要的理论和实际应用价值.通过老采空区覆岩移动变化规律的分析,探究残余移动变形发生机理,发现了垮落岩体压实特性自老采空区边界至中央具有明显的分区性.地表残余移动变形是地表新建建筑物、地震、地下水位下降等因素影响与岩石流变共同作用下,空洞、未充分压实区、较充分压实区均被充分充填和压实的覆岩结构演变过程.边界区域由于覆岩的悬臂梁作用,空洞较大,活化潜能大,静态残余移动变形最大值一般位于开采边界区域.将老采空区分为中部和边界部分,分别等效为不同的等价采厚,应用概率积分原理构造出老采空残余移动变形预测模型,推导出残余移动变形预计公式,包括残余下沉、残余水平移动、残余倾斜变形、残余水平变形和残余曲率变形的预测公式.为实现残余下沉的动态分析,根据老采空区岩石的蠕变特性,应用开尔文模型,构造了残余下沉的时间过程函数.根据建立的残余变形预测模型,应用MATLAB编写残余变形预测程序.通过实际观测数据和数值模拟两种方式对残余移动变形预测公式进行验证,并分析了鹤岗市老采空区的拟建项目和谐花园小区地基稳定性情况.
- 作者：
- 解陈
- 学位授予单位：
- 沈阳大学
- 专业名称：
- 岩土工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2013年
- 导师姓名：
- 朱广轶
- 中图分类号：
- TD325
- 关键词：
- 老采空区；残余移动变形；预测模型；地基稳定性；数值模拟
- old goaf； residual movement and deformation； prediction model； foundationstability； numerical simulation