老采空区地表剩余变形对城市轨道交通的影响评价

为了评价煤矿老采空区地表剩余变形对城市轨道交通稳定性的影响,针对徐州轨道交通规划1号线,应用概率积分法建立闭合矩形积分模型,选取合理的计算参数,计算了研究区的地表剩余移动和变形。根据计算结果,绘制了地表剩余移动和变形等值线图,另外,分别绘制了纵向和横向的剩余移动变形沿着线路轴线的变化曲线。根据城市轨道交通地基变形控制指标,对老采空区地表进行了稳定性分区,并分析了地表剩余变形对线路稳定性的影响。结果表明:研究区内存在非稳定区;在非稳定区,横向的剩余变形均小于允许值,而纵向的剩余变形大多超过允许值,必须进行有效的工程措施确保线路安全。

采空区剩余变形对运煤隧道稳定性数值模拟

运煤隧道经过采空区受到剩余变形而产生附加应力的影响,而附加应力的大小又与剩余变形的量值有关.通过理论分析与计算,得出了采空区产生的剩余变形量,并把剩余变形量按边界条件加载到三维数值模型上,按照隧道稳定验算的弹性梁理论,计算隧道的稳定性;得出了在剩余变形作用下,运煤隧道经过采空区稳定的结论.

基于剩余变形的采煤沉陷损毁土地动态复垦研究

在分析当前矿区土地复垦工作的基础上,以开采沉陷动态预计理论为指导,将地面治理和地下开采有机结合,构建了基于开采进度的地表剩余变形动态演化模型,结合具体案例,探讨了根据剩余变形选择动态复垦措施及时机的方法,通过对比分析,该方法有助于复垦工作的早期介入,减少土地荒芜时间,预防后续变形对已实施治理措施的影响。

采动区地表剩余变形对高等级公路影响预计分析

高等级公路建设中经常遇到公路穿越矿区采动影响区的问题。采动引起的地表移动变形是确定路基稳定性、分析采空区影响程度的主要依据。采动地表移动变形可分为连续移动变形与非连续移动变形两大类。在地表连续变形条件下 ,得出预计地表剩余沉陷引起移动变形的理论方法 ,由地表剩余变形等值线图形分析 ,划分其为不同的影响区 ,根据不同影响区位移变形的特点 ,给出适应于采动区移动变形要求的抗变形路基路面结构方法。

澜沧—耿马地震的剩余形变和源

本文使用澜沧—耿马地震的剩余形变记录、剪切位错源的S波辐射和格林函数,计算了产生大面积形变场的震源内等效力。在强度为1.103×10^(13)牛顿的等效力作用下,地震断层东北盘的地壳表层物质在主震发生后,经20.46分钟的时间过程完成了向上抬升的永久性不回复形变。作者指出,剩余形变在长距离传播中会裂变为两个不同传播速度、不同方向的形变场。

滑坡前缘挡墙变形后滑动面抗剪强度指标反算

针对滑坡的滑动仅使其前缘的挡墙发生位移或变形,但未使之完全破坏的工程实践,系统提出了滑坡前缘的挡墙在发生倾覆、前移和剪切三种变形下,考虑挡墙变形后对滑坡的剩余抗滑作用进行滑带土抗剪强度指标反算的理论和方法。工程实例表明,在滑坡前缘的支挡结构未完全破坏的情况下,滑带土抗剪强度指标的反算只有考虑支挡结构变形后的抗滑作用,才能得出与实际较为符合的结果。

1994年6月9日玻利维亚地震随时间变化的剩余形变

利用与麦克斯韦流变学原理有关的球面地球模型,计算了与1994年6月9日玻利维亚地震有关的同震位移和震后位移。将这些结果与玻利维亚南部宽频带地震台网观测到的同震上升位移和预先做过的理论预测结果进行了比较。我们的求解方法最近已用于由大的岩石层地震引起地球形变的研究中。与纯粹的弹性地球模型相比,我们的方法还包括与地幔松弛有关的时间变化的影响。本文提供的结果表明:深源地震引起的地表形变被滞后的粘弹性地幔松弛明显地放大了。反映地幔松弛特征的时间尺度和地面观测数据的时间演变过程不仅依赖于上地幔的流变剖面,而且更依赖于粘弹性软流层的厚度。

基于位移反分析方法的隧道衬砌最早施作时机研究

衬砌的施作时机关系到隧道工程的施工安全和长期稳定性,目前大多通过施工监控量测的极限位移和变形速率来判断围岩的稳定性,从而确定衬砌的施作时机,但这种方式缺乏合理的理论依据。为了研究衬砌的合理施作时机,结合某新建铁路隧道工程,考虑衬砌对围岩和初期支护的约束作用,提出一种基于位移反分析法的衬砌最早施作时机确定方法。首先,基于初期支护的变形监测数据进行变形曲线拟合,确定初期支护的剩余变形;其次,利用位移反分析法,由初期支护的剩余变形反分析对应的围岩应力场,进而将该围岩应力场作用在初期支护和衬砌上进行正分析求解衬砌应力;最后,以容许拉应力和抗剪安全系数作为判定指标综合评价衬砌的安全性,确定隧道衬砌最早施作时机。研究结果表明:1)依托工程初期支护的剩余变形随着时间的增长逐渐减小,初期支护闭合10 d内,其剩余变形递减速率较大而后逐渐减小;2)该工程可施作衬砌的最早时间为初期支护闭合后39 d;3)依据衬砌的实际施作时间(初期支护闭合后100 d),衬砌截面内力的监测结果与反分析计算结果基本一致;4)通过初期支护的剩余变形反分析对应围岩应力场,进而正分析衬砌应力,确定衬砌可施作时机的方法是可行的。

既有建筑物剩余结构变形能力评估及风险等级评定

文章以某市商办楼临近拟建下穿铁路立交工程为例,对建筑物的剩余结构变形能力通过数值模拟进行评估,得出基坑水平向位移、竖向沉降及总位移,以及建筑物基础剩余整体倾斜值、剩余相邻柱基沉降差,结合相关因素及模拟计算结果给出工程的风险等级,并提出合理建议。

地铁车站深基坑建设对邻近建筑物安全的影响评估

为确保地铁车站深基坑施工期间邻近建筑物的安全性和正常使用的要求,根据既有建筑物基础类型、结构形式、建造时期和使用情况,确定既有建筑物基础的剩余变位能力,基于地铁车站的设计文件及施工方案,采用数值计算方法评判既有建筑物基础在车站深基坑施工期间的变形是否超过剩余变位值,可通过不断调整设计方案及施工方案直至满足其安全性为止,以保证建筑物在地铁车站施工期间建筑物的正常使用。工程实践表明,车站主体结构施工结束后地表沉降及邻近地面建筑物的变形值均在规定范围以内,有效降低了施工期间邻近建筑物面临的倾斜、沉降过大等风险。研究成果能为地铁车站深基坑建设前对邻近建筑物结构安全评估具有重要的指导意义和实用价值,为风险工程在设计及施工阶段进行安全性评估与评价提供有力指导。

罕遇地震作用下框架结构损伤分析

罕遇地震作用下的建筑结构往往处于弹塑性工作状态,但结构每个构件的损伤程度不尽相同。为了评价不同构件的损伤情况,编制了框架结构杆系振动模型弹塑性时程分析程序,对框架结构在罕遇地震作用下的损伤进行了分析。利用累计塑性变形倍率、平均塑性变形倍率和累计塑性转角与最大塑性转角的比值"s"对结构的损伤进行了评价。同时对结构各个杆件消耗的塑性能、各个杆件的损伤比和剩余变形进行了分析。根据结构的损伤情况,对结构的设计提出建议,可供相关人员参考。

京西某村小窑采空区的稳定性分析

京西是北京地区的主要产煤区,地下有许多煤层采空区,是影响地表建筑物稳定的重大安全隐患。本文运用概率积分法,对京西某村小窑采空区的地表沉陷量及剩余变形量进了计算,并对小窑采空区的稳定性进行了分析和评价。

采动中房屋就地重建时机及区域研究

当前,我国东部矿井以村庄压煤为主,由于土地紧张,矿山企业面临村庄下采煤迁村困难、地表稳定后村庄重建周期长、严重影响村民生活等问题。为此,跟据采动过程中村庄房屋就地重建思路,以地表剩余变形量选择房屋就地重建的时机和区域,从煤炭开采空间传递及分布的角度,将开采空间分为地表沉陷空间、不可释放空间(即岩石碎胀所占空间)和可释放空间,并结合概率积分法模型和时间函数推导了剩余变形量的计算方法。以峰峰矿区为例进行了应用研究,结果表明:采用所提方法准确计算出采动过程中就地重建的时间和区域,与地表稳定后重建房屋相比,采动过程中建房的时间由4.2 a提前到0.5 a,提前了3.7 a,时间效率提高了88.1%;采动中房屋重建时间效率大幅度提升,极大地改善了当地村民生活环境及质量。研究成果对于我国矿区村庄下压煤开采房屋就地重建工作有一定的参考作用。

厚黄土覆盖层采动破坏数值模拟研究

蒲白矿务局西固镇下煤层开采是复杂条件的建筑物下厚黄土覆盖层开采。针对矿区开采的复杂地质、采矿条件和建筑群受采空区影响的问题,运用FLAC3D数值模拟预计、影响函数仿真模拟和相似材料模拟进行分析,确定了开采方案及相关参数。结果表明,运用变条带协调开采方案可以有效地控制地表移动和变形,从而保证了地表建筑物的正常使用和矿区的安全生产,为同类厚黄土覆盖层矿区控制开采沉陷灾害提供了可靠科学依据。

彬长生产服务区下采空区稳定性评价研究

针对彬长生产服务区建筑群受采空区影响问题,应用数值模拟计算、覆岩变形理论分析方法,结合地表监测成果,综合计算分析了建筑群下107工作面综放开采采空区稳定性及其对建筑物的影响,分析结果表明,107工作面开采属于非充分采动,覆岩中洛河组、宜君组坚硬厚岩层对地表移动变形具有控制性的作用,由于坚硬关键层的整体变形作用,使得地表水平移动范围大于沉陷范围,地表建筑群下采空区已基本稳定。应用影响函数预计模拟方法预计分析了地表剩余移动变形,表明地表移动盆地已经处于基本稳定状态,地表剩余移动变形对建筑物影响很小。研究结果为彬长生产服务区建筑群下开采沉陷灾害治理提供了可靠地依据。

巨跨洞室二次衬砌结构设计方法研究

针对现有荷载-结构法得出的巨跨洞室二次衬砌结构厚度大、经济性和施工可操作性差等问题,基于某跨度超50 m的巨跨洞室的整体和局部稳定特点,提出巨跨洞室二次衬砌结构承担洞室剩余变形和块体不稳定荷载的作用机制,并论述二次衬砌结构设计的计算过程。得出结果如下:(1)巨跨二次衬砌结构承担洞室剩余变形和不稳定块体荷载这一力学模型符合巨跨洞室整体和局部稳定机制;(2)洞室剩余变形为极限沉降与既有沉降的差值,采用此方法得出的剩余变形值与二次衬砌和喷射混凝土接触压力实测值具有较高的一致性;(3)所提出的不稳定块体荷载是针对洞室薄弱部位重点设计,安全性高;(4)采用本文的设计方法得出的拱部及边墙二次衬砌厚度分别为0.8、1.4 m,相较于常规设计方法,厚度减少了27%~53%。

煤矿老采区对高速公路关键工程段影响分析

国内高速公路网里程再创佳绩的同时,意味着更高的未知隐患覆盖率在迅猛增加,尤其是老旧未知采空区的存在使得高速公路的隐患更加突出。以贵州某拟定高速公路关键工程段为例,对公路工程下覆煤矿采空区对高速公路选址建设影响进行综合性分析。根据矿山开采时间、覆岩条件、开采方式等工况参数建立详细的三维数值模型,并利用有限差分计算软件对煤层开挖过程进行全过程模拟分析,再根据地表下沉系数和水平变形系数分别计算剩余变形量。将计算结果与高速公路建设规范进行对比分析发现:该区域采空区在垮塌后仍然存在一定的剩余变形,且对高速公路两条选线K线和A线中隧道、桥梁分别有一定的影响。K线隧道部分路段的剩余水平变形值超过规范容许变形值(2 mm/m)的75%,超标路段总长210 m;A线桥梁段各项剩余变形值均小于规范容许变形值。综上,此A线位置较K线更加安全,建议拟定施工方案时选择A线位置。该案例的研究为其他煤矿老采空区上高速公路工程的拟建过程中的安全评价方式提供了工程参考。

穿越采空区场地的高铁线路优化分析

以穿越煤矿采空区某高铁线路为研究对象,经过对采空区场地现场勘查、物探测试、钻探验证,确定煤矿采空区的边界范围。基于采空区地表PS-InSAR沉降分析、采空区场地剩余变形预测分析以及技术经济比较,对拟选用的3个线路方案进行优化,确定出最终选线方案,并提出建议和措施,为类似工程实践提供借鉴和参考。

采空区地表新建建筑安全评价技术研究

在采空区上新建建(构)筑物存在较大的地质安全隐患,尤其是开采条件不清楚的小煤窑采空区。以某村在小煤窑开采采空区上方新建社区为例,采用物探、钻探等技术手段,探明了评价区区域下方采空区的分布范围、赋存情况及内部特征。通过定性、定量的方法,对采空区地基稳定性进行了评价分析。评价认为采空区上新建住宅楼不会改变地基的稳定性,但不排除采空区地表在今后一段时间内发生"活化"的可能。对采空区地表剩余沉陷变形进行了预计,为今后建(构)筑物抗变形设计提供了技术支持。

煤矿开采对马家石畔沟大桥影响研究

针对马家石畔沟大桥受开采影响情况,从地表移动变形及地基基础稳定性两方面进行分析。根据大桥移动变形的观测数据,结合大桥结构及开采区地质开采条件,分析给出了采空区地表移动变形规律。在此基础上,结合大桥受损现状分析,应用概率积分预计模拟方法,模拟预计了开采地表剩余移动变形对大桥的影响程度,确定了开采对大桥影响程度在I级范围内。针对大桥的地基稳定性,运用传统分析与FLAC3D的结合,确定了大桥下伏采空区处于基本稳定状态,研究结果可作为桥梁的后期修复的依据。