Prediction of ground surface displacement caused by grouting

Ground surface displacement caused by grouting was calculated with stochastic medium theory. Ground surface displacement was assumed to be caused by the cavity expansion of grouting, slurry seepage, and slurry contraction. A prediction method of ground surface displacement was developed. The reliability of the presented method was validated through a comparison between theoretical results and results from engineering practice. Results show that the present method is effective. The effect of parameters on uplift displacement was illustrated under different grouting conditions. Through analysis, it can be known that the ground surface uplift is mainly caused by osmosis of slurry and the primary influence angle of stratum β determines the influence range of surface uplift. Besides, the results show that ground surface uplift displacement decreases notably with increasing depth of the grouting cavity but it increases with increasing diffusion radius of grout and increasing grouting pressure.

双山煤矿地表移动变形实测规律分析

为探究双山煤矿综放开采地表岩移规律,以308综放工作面为研究对象,通过对其地表观测数据的分析,给出双山煤矿工作面综放开采地表移动变形规律和相关地表岩移参数,结合工作面开采地表沉陷及损害情况对双山煤矿综放工作面开采地表移动变形过程进行分析。研究表明,地表各测点连续6个月的累计下沉值均小于30 mm时地表移动达到稳定状态,即下沉速度降低至0.17 mm/d。根据地表最大下沉平均速度的下降趋势,判断目前地表移动趋于稳定,按照下沉速度下降趋势,可推断5个月后308综放工作面地表下沉可达稳定状态。实测数据经计算分析得出超前影响角,可为矿区今后的地下开采及安全煤柱留设提供依据。

特大采空区上覆岩层地压与地表塌陷灾害监测研究

大红山铁矿采用无底柱分段崩落法开采形成了3个规模巨大的采空区,采空区上覆岩层移动与地表开裂塌陷将导致露天采场发生滚石地压灾害、井下采场产生空气冲击波次生地质灾害、地表与井下发生泥石流地质灾害等。针对上述问题,采取了多通道微震监测、非接触式岩移实时监测、基于手持式GPS仪的地表开裂范围监测和基于全站仪的地表沉降与水平移动监测的多种综合地压监测手段,对上覆岩层崩落高度、上覆岩层下沉变形量、地表开裂范围和地表沉降与水平移动等进行了监测,通过两年的监测获取了大量的监测数据,经分析表明,采空区上覆岩层崩落高度约在+1 090^+1 060 m,上覆岩层+1 090 m平巷内观测点累计沉降量为1 350 mm,地表开裂范围位于以岩移角为75°划定的地表岩移范围内,地表测点最大累计沉降与水平移动量为1 779与948 mm,上覆岩层与地表的变形移动活动处于稳定渐进可控的状态,目前不会发生上述地压地质灾害。

双圆盾构施工扰动引起的地表位移特性分析

双圆、异形盾构工法是近年来软土地下工程兴起的一种新工法,对于双圆盾构施工扰动引起的土体位移计算方法及特征,人们还缺乏足够的认识和工程实践的积累。基于弹性力学Mindlin解、Sagaseta公式,建立考虑盾构掘进正面附加推力、侧摩阻力、地层损失的双圆盾构施工扰动土体位移计算方法。以上海轨道交通M6线双圆盾构区间隧道工程为背景,应用该方法分析双圆盾构施工扰动引起的土体纵向、横向沉降特征。结果表明,计算值与实测值吻合较好,该方法可用于分析双圆、异形盾构施工引起的地表位移特征,双圆盾构施工引起的地表沉降基本符合正态分布,盾构对土体有明显的背土、挤土效应。所得结论对于异形盾构工法在我国的进一步开发应用提供有益借鉴。

大采深厚松散层开采地表沉陷特征

基于地表沉陷的观测数据,分析了极不充分开采移动和动态下沉特征,计算了极不充分工作面开采程度和下沉盆地的范围,详细描述了极不充分开采地表变形以及拐点位置。表明大采深厚松散层开采条件下,在上山方向下沉盆地的边缘即使下沉值很小,也会产生较大的水平移动;极不充分开采时地表下沉盆地十分平缓,且位置偏向上山方向;下沉盆地的拐点位于煤柱的上方而非采空区上方。对于指导相似地质条件下开采,解放建筑物下压煤具有较大的实用价值和指导意义。

采场上覆岩层离层位移确定方法及其应用

为了快速而准确的确定煤层回采过程中采场上覆岩层的离层位移,指导地面瓦斯抽采钻井防护工程的开展,结合地表沉降规律和组合关键层理论分析了采动影响下采场上覆岩层离层位移的产生原因,构建了一种计算采场上覆岩层离层位移量的经验计算方法,并通过数值模拟对计算方法进行了验证,同时将该方法应用到了晋城煤业集团成庄煤矿地面瓦斯抽采钻井工程试验中。结果表明:采场上覆岩层离层位移的大小由离层界面上下两组合关键层的沉降位移量之差决定,其沿采场倾向方向的分布规律,呈现采场中间最高、由采场中间向两端逐渐减小的变化规律,地面钻井的布井宜选择在采场沉降拐点与采场边界之间的区域。

近接隧道施工工序的数值模拟研究

文章结合广州地铁六号线昌沙区间隧道,采用了三维数值模拟方法,通过模拟上下台阶法施工过程,对比分析了临时仰拱的效果及右线施工对左线和地表沉降的影响,介绍了地表沉降、受力、位移及塑性区的发展情况,揭示了临时仰拱的作用和近接隧道施工对地表沉降和先行隧道的不利影响,为工程施工方案制定提供了参考依据。

软土地区深基坑变形特性分析

随着地下空间开发利用规模的加大,基坑工程向更深更大的方向发展。本文就杭州和上海软土地区46个成功深基坑的实测结果进行了研究和总结,分析了基坑开挖深度与最大侧移及其位置的关系,分析了当前基坑开挖深度和所采用支撑系统相对刚度之间的关系。由于抗隆起稳定安全度与基坑变形的关系密切,本文就实测数据进行分析并建立了抗隆起稳定安全系数与围护体最大侧移和墙后最大地面沉降与之间的关系。并对随深度增加后深基坑的变形控制标准提出自己的观点。通过实测数据的分析,有以下结论:随着基坑深度的增大,由于支撑系统的相对刚度迅速增长,使得最大相对侧移值并没有增大,最大侧移位置一般发生在开挖面附近,随基坑深度的增加有向上移动的趋势,抗隆起稳定安全度的提高对减小基坑的变形具有重要的作用,随着基坑深度的增加,基坑的变形在超出当前规范的控制标准时亦可实现基坑自身和周围环境的安全。

深基坑十字交叉换乘既有地铁车站变形特性分析

基于新建天津地铁5号线与既有地铁1号线十字换乘车站——下瓦房站的现场实测数据,研究深基坑开挖与既有车站十字相交时,基坑围护结构、墙后地表和既有车站的变形规律.研究结果表明:围护结构最大水平位移约0.064%H(H为基坑开挖深度),位于地表下约0.63 H.墙后地表最大沉降约0.025%H,位于墙后约0.71 H,沉降槽影响范围约为2 H.墙后地表最大沉降与围护结构最大水平位移的比值介于0.38~1.04之间,平均约为0.77.与基坑开挖方向交叉的既有地铁车站竖向上浮,水平方向外凸,以水平变形为主.既有车站周围止水加固和加固墙后软弱土层可显著减小既有结构变形.

侧摩阻力约束下降水引起的地面沉降估算方法

将用于桩体负摩阻力分析的剪切位移法引入基坑降水引起的地面沉降计算中,研究了降水过程中止水帷幕与土体交界处的侧摩阻力对土体沉降的约束机制,以及侧摩阻力在土体中水平方向的传递规律,推导了侧摩阻力对土体沉降的约束位移,提出了考虑侧摩阻力影响的地面沉降量估算方法.实例分析结果表明:侧摩阻力对土体沉降的约束作用主要局限于距止水帷幕18m的范围内;在土体与止水帷幕交界处,侧摩阻力对土体沉降的约束作用最显著;所提出的考虑侧摩阻力作用的地面沉降计算方法能够很好地预测降水期间地表沉降量的分布.

多层油藏非活塞式水驱驱替效率研究

中国很多储层都是由完全间隔开的砂层组成的。准确计算水驱驱替效率将为高效合理地开发该类油藏提供理论依据。建立线性多层非活塞式水驱驱替模型,运用达西渗流理论可确定各油层的水驱注入量;综合运用各层等饱和度面运动方程和Welge-Craig方程分析各层的水驱驱替状况与总体含水率之间的关系。算例分析表明,在总注入量一定的情况下,绝对渗透率和油层厚度是影响各油层注入量的主要因素。储层渗透率越大,驱替效果越好;油层厚度对驱替效率也有一定的影响,但其影响远没有储层渗透率那么大,薄层的驱替效率稍好于厚层。应用所介绍的方法可以准确简单地评价多层油藏的各油层水驱开发动用状况,从而为预测多层油藏极限采收率和合理选择调剖堵水等工艺的时机提供理论指导。

兰州地铁某车站深基坑开挖变形特性分析

对兰州市某地铁站深基坑桩顶水平位移、桩体水平位移和地表沉降变形进行跟踪监测,分析其变化规律。监测结果表明:桩顶水平位移随基坑开挖逐渐增大,靠近内支撑的桩顶水平位移变化较平缓;桩体水平位移随着深度增加呈现先快后慢、先陡后缓的变化趋势,距桩顶2/3处会出现水平位移最大值;距离基坑越近地表沉降量越大,变化速率越快。最后借助有限元软件Geostudio对基坑开挖进行了模拟,并将数值模拟结果与监测结果进行了对比分析,结果表明,数值模拟和监测结果较为接近,变化规律基本一致,证明了设计方案和有限元模型的可靠性,可为今后类似工程的设计和施工提供很好的借鉴意义。

杭州地铁1号线盾构掘进对周围土体扰动分析

文章以杭州地铁1号线红普路站—九堡站区间段右线隧道盾构掘进为工程背景,对盾构掘进过程中周围土体的变化情况进行了试验性监测研究,其监测内容包含地表沉降、分层沉降、水平位移和孔隙水压力。通过监测数据分析表明:地表沉降主要集中在盾构通过前接近监测断面和盾尾离开监测断面这一期间;在盾构通过时,隧道盾构外侧土体存在明显沉降,而在盾构通过前、后,土体均有不同程度的隆起,并且横向水平位移较大,受挤压效果明显;盾构切口到达和盾尾离开时,孔隙水压力都会出现突然增大随后迅速减小的变化规律,反映了土体挤压、恢复和松弛等扰动状态。

检测盾构施工中注浆效果的模型试验

盾构施工注浆效果好坏关系到其对周围及上方建(构)筑物的破坏程度,但现在对于注浆效果的检测还是停留在纯粹对于泥浆本身的物理性质、化学性质及力学性质的检测上,并没有综合考虑施工工况。如果进行现场检验则成本较大,一般不能实施。文章介绍了一种模型试验的方法可以直观地检测不同泥浆、不同注浆压力、不同注浆量引起的地表沉降的程度,以及泥浆对塌孔的控制状况,进而能有效地指导施工。

地表注浆对隧道邻近建筑物变形控制规律分析

为了分析地表注浆对隧道邻近建筑物变形控制规律，采用有限元数值模拟方法，从不同层高、与隧道中心线成不同角度、离隧道不同距离等3方面探讨地表注浆加固对建筑物的变形控制规律。研究结果表明：注浆加固对距离隧道中线1～1．5倍开挖跨度范围内地表的沉降控制起到了显著的作用。建筑物与隧道间距离是影响地表注浆加固控制建筑物变形效果的主要因素。建筑物层高越高，距离隧道越远，注浆对周围建筑物作用效果越不明显；随着建筑物与隧道所成角度的增大，作用效果反而越明显。

地铁深基坑安全优化有限元模拟

在借鉴其他工程实践基础上,以沈阳某地铁车站为研究背景,运用Midas/GTS有限元模拟软件对地表沉降和桩体侧向位移进行模拟,分析桩间距和桩埋深的变化对基坑变形的影响.结果表明:地表沉降变形和桩体侧向位移随着桩间距的增大而增加.而桩体嵌固深度减小,地表沉降变形和桩体侧向位移会略有增加,相对来说桩间距所产生的影响较大,可是桩体嵌固深度对围护结构多方面影响较大.

表面约束下的沉桩挤土效应数值模拟研究

采用数值方法对表面约束下的沉桩挤土效应进行了研究。以道路约束为例,讨论了不同宽度道路以及道路与浅基础共同约束时,对沉桩挤土引起的地表隆起及水平位移的影响,得出若干有参考价值的结论。

千米深部急倾斜煤层开采地表移动变形规律研究

为了揭示岩层与地表移动的内在机理和规律,丰富和发展开采沉陷理论。在分析赵各庄煤层开采特点的基础上,提出用皮尔森Ⅲ型函数模型,采用最小二乘法原理,利用Simpson数值积分对Matlab绘图和数据分析功能二次开发,选用实例用该模型进行拟合和理论预测以及模型检验,得出了相应的岩移参数,紧接着分析了地表移动变形的特点以及开采损害的特殊性。这对研究矿区地表移动变形规律的具有重要指导意义和应用价值。

回采速度对地表动态移动变形值的影响

以Knothe模型的函数为基础,对不同推进速度下动态地表移动和变形进行了研究,结果证明,提高开采速度有利于减小地表采动损害。

浅埋厚煤层综放开采地表移动规律实测研究

为研究浅埋厚煤层综放开采条件下的地表移动规律,在万利矿区某综放工作面上方建立了地表移动观测站进行观测,通过分析地表移动变形实测数据,得出了该区条件下综放开采的地表移动规律。结果表明:工作面采深小、开采范围大,地表移动和变形值较大,其地表移动盆地的分布特征基本符合概率积分法模型,其综合下沉系数为0.78,主要影响角正切为2.8,拐点偏移距系数为0.14。