Ground stability of new surface buildings erected on site above worked-out area

The subsided area caused by mining is expanding gradually in coal mining areas. In order to occupy less or no farmland, many mining areas are constructing or intend to erect new buildings (structures) on the ground sites above the worked-out areas. The long-term safety of the new buildings is of great importance. This matter should be, therefore, handled with great care. Following an analysis of the different conditions of the worked-out areas, and the characteristics of the failure of different types of worked-out areas and their overlying strata, the cause for the occurrence of residual deformation of the surface above the worked-out area was explained. The techniques for (evaluating) the stability of ground site for erecting new buildings above worked-out area, and the technical measures for protecting such buildings were proposed. The ground stability evaluation techniques were introduced by reference to specific cases.

湿陷性黄土区输水隧洞盾构施工风险评估

为了提高针对湿陷性黄土区输水隧洞盾构法施工安全评估的可靠性,从人员管理、机械材料、施工技术、施工环境4个方面构建较为完善的施工安全风险评估指标体系;利用灰色-DEMATEL方法对中心度进行处理得到风险指标权重;以风险发生概率和风险损失程度两个维度为基础构建二维云评估模型,其中发生概率由主、客观方法相结合来确定,损失程度通过改进雷达图法从人员伤亡、经济损失、工期延误、功能缺陷和环境影响5个方面来综合确定。将该评估模型运用到引汉济渭工程X输水隧洞盾构法施工项目的安全评估中。结果表明:该项目施工风险评估等级为Ⅱ级,施工安全风险程度较小,评价结果符合工程实际,验证了该评估模型的可行性和有效性。研究成果可为湿陷性黄土区类似输水隧洞盾构法施工安全风险评估提供借鉴和参考。

渭北黄土台塬区水库水下岸坡稳定形态预测模型研究

黄土地区水库塌岸预测仍以卡丘金法等经验图解法为主,此类方法预测结果的准确性取决于对岸坡剖面形态的准确描述。为了提高黄土地区水库塌岸宽度预测的准确性,选取渭北黄土台塬区选择典型水库进行现场调查,对原河道岸坡形态与蓄水后岸坡形态进行对比分析,在此基础上建立了水下岸坡形态预测模型。结果表明,渭北黄土台塬区水库岸坡塌岸稳定后,水上岸坡呈直立状,高度可达30 m以上,水下岸坡呈曲线形,受水深和岸坡高度共同影响,塌落物可能露出水面。在此基础上基于对数螺线方程建立了水下岸坡形态预测模型,并与经典图解法所用直线型岸坡进行对比,误差分析结果表明采用对数螺线方程进行水下岸坡形态预测时堆积体积误差为4.50%~39.70%,均值为12.64%,而直线型岸坡的预测误差为25.75%~124.69%,均值为75.69%。即采用对数螺线方程可以更好的测水下岸坡形态及水下堆积量。相关研究成果对黄土台塬区水库塌岸预测方法的改进,以及黄河流域的渭北黄土台塬区的环境保护与高质量发展具有实际意义。

安徽琅琊山风景区某崩塌的特征分析及治理措施

【目的】分析安徽琅琊山风景区某崩塌隐患点的特征并提出治理措施。【方法】采用现场调研、地形测绘、三维激光扫描仪、稳定性评价等手段,获得该崩塌点的特征和稳定性。【结果】该崩塌点具备倾倒式崩塌的特征,4个主要危岩体都是处于不稳定或欠稳定状态。【结论】采用设置锚杆、支撑墙、水泥浆充填等方法对危岩体进行加固,并采用人工清除松动石块、发挥截水沟的作用等方法进行治理,能够消除崩塌隐患,确保景点安全和景观价值。

岩溶典型区崩塌落石被动防护网失效概率模拟

贵州省位于我国西南地区,多山地丘陵,是典型的喀斯特地形地貌区,崩塌、滑坡等地质灾害频发。思南县小屯岩崩塌带上现存危岩体方量大,裂隙、凹岩腔、溶蚀孔洞等发育。为研究岩溶典型区崩塌落石被动防护网失效概率,通过高精度实景建模技术,构建崩塌带三维模型,进行崩塌落石运动过程模拟,根据现场调查、无人机航拍和数值模拟结果,选择合适的位置布设落石被动防护网。基于落石粒径大小识别,选取不同粒径大小的落石,进行落石被动防护网拦截效果模拟,计算落石被动防护网失效概率。结果表明:13种粒径落石突破概率各不相同,(0.25,2.25)m粒径落石拦截效果良好,但落石被动防护网拦截率不能达到百分之百;落石粒径大于2.25 m,被动防护网出现失效现象,故将2.25 m粒径的落石为小屯岩崩塌带下被动防护网的设计上限。根据计算,所有粒径落石经被动防护网拦截后的失效概率低于5%,属可接受范畴。研究成果为小屯岩崩塌带的落石防护措施提供了有力的参考依据,对保护岩溶地区山区人民的生命安全和财产安全具有重要意义。

某深埋TBM隧洞围岩地质变化区破坏特征与类型判别方法

某深埋TBM隧洞地质变化区开挖过程中岩爆和塌方交替发生,导致工期严重延误,严重威胁现场人员及施工安全。通过现场地质踏勘、微震监测和结构面统计,研究现场工程地质灾害与围岩岩性、地质条件的关系,建立基于岩性、地质及微震活动特征的地质灾害类型判别方法。结果表明,该隧洞破坏类型与围岩岩性有显著相关性,黑云母花岗岩洞段岩爆风险最高,混合花岗岩洞段次之,钾长石花岗岩与黑云母花岗岩围岩蚀变的洞段易发生塌方;岩性变化的交界面位置,破坏规模明显增大;破坏类型还与结构面密度相关,随着结构面密度减小,破坏类型由塌方转变为中等岩爆,进一步等级降低为轻微岩爆;微震特征分析表明,岩爆区域微震活动远大于塌方区域微震活动。当微震活动较低时,围岩破坏以塌方为主;当微震事件数>15,微震释放能>1000 J,围岩破坏以岩爆为主;当微震事件数>20,微震释放能>20000 J时,围岩可能发生中等岩爆。现场应用表明,该方法可准确预测掌子面前方潜在破坏类型,为类似工程灾害交替发生洞段的安全、高效施工提供参考。

湿陷性黄土地区明渠陡槽加墩消能工优化试验

明渠陡槽加墩是一种高效消能工布置方式,在特定条件下具有很高的技术竞争优势,但目前国内相关研究甚少。针对甘肃庆阳小崆峒沟雨水下塬排放工程的明渠陡槽加墩段进行了1∶30大比尺水工模型试验研究,试验发现初步方案沿程水流流态不稳定,存在向外泼溅溢出现象,危及黄土边坡的结构稳定。为此对初步方案进行了优化研究,试验发现,通过缩短消能墩排距,可以显著减小水面波动,使沿程水深分布均匀,流速降低,沿程不再出现水流向外泼溅溢出现象。消能墩排距由H/i缩短至0.5H/i后,在最大设计流量工况下,水面波动减小72.5%,平均流速降低40.1%,总消能率由87.9%提高至94.6%。

岩溶地区危岩和岩质崩塌易发性评价研究——以广西贺州市平桂区为例

本文利用专家—层次分析法对岩溶地区危岩和岩质崩塌地质灾害易发性进行评价,以贺州市平桂区地质灾害详细调查成果资料作为依据,选取了地质灾害发育密度、地貌类型、坡度、植被指数、地层岩性、岩土体类型、覆盖层厚度、岩溶发育程度、地质构造、多年平均降雨量、居民地密度、路网密度、矿山开采强度13个影响岩溶地区危岩和岩质崩塌地质灾害易发性的地质环境因素,创建了岩溶地区危岩和岩质崩塌地质灾害易发性评价指标体系,再通过GIS的空间分析功能对岩溶地区危岩和岩质崩塌地质灾害易发性进行评价研究,评价结果对岩溶地区地质灾害的防治具有指导意义。

基于地球物理勘查技术的煤矿采空区探测研究

采用地球物理勘查技术,对煤矿采空区进行探测,通过EH-4连续电导率剖面法初步查明工作区500 m深度内的采空塌陷区分布情况及地层岩性、结构等。研究得出,本次物探工作共圈出采空塌陷区12处,将其分别投影至平面图上,做出了物探推测采空塌陷区分布图,推测测区中部和西北部采空塌陷区稳定性差、测区西部稳定性较差、测区西北角和东南大部稳定性一般。通过采空区验证钻孔(ZK0001)验证,与物探解释成果推断的采空区位置及情况较为吻合。因此,根据钻孔资料修正、完善的以上成果较为可信,可作为项目区地面塌陷及房屋裂缝分析工作使用。研究为项目区地面塌陷及房屋裂缝原因调查分析工作及钻探验证提供技术参考。

软土地区复杂环境基坑坍塌原因分析

本文以浙江杭嘉湖冲海积平原地区,紧邻既有建筑、重要管线等复杂环境条件下的某项目基坑为研究对象,基坑开挖影响深度范围内有深厚软土,分别对工程地质条件、坍塌后支护结构现状、支护结构施工质量和技术资料进行了检测调查,并结合支护结构、构件的计算分析和数值分析,研究表明:该基坑设计时阳角处支护结构选型和布置不合理,土层参数和“m值”取值不合理,基坑局部超挖和基坑支护结构的施工质量缺陷是导致基坑坍塌的原因。本文提出了基坑加固方案和在软土地区复杂环境条件下基坑的设计、施工建议。研究成果可为类似地区和环境条件下基坑的设计、施工提供参考。

岩溶区地下水数值模拟分析及开采方案比选

数值模拟是解决地下水开采评价问题的有效途径之一。为安全高效开发岩溶塌陷区地下水资源,以山东省临沂市岩溶区为例,根据水文地质调查分析,充分掌握了岩溶区地下水补给规律、运移规律、分布规律,在此基础上,选取合理模拟范围,建立数值模型,开展多方案地下水动态演化数值预测分析,据此来分析评价最优开采方案。研究结果表明:方案一岩溶塌陷危险性较高,数值观测孔水位在第1279 d、第1644 d、第2019 d和第3105 d时,水位降至灰岩顶板标高39.9 m以下,将引发岩溶塌陷风险;方案二则较安全,数值观测枯水期水位接近灰岩顶板标高,既达到地下水开发利用潜力的标准,又可保证生态地质环境安全,因此,建议采用方案二。开采过程中预警区水位应位于基岩顶板标高以下,以避免岩溶塌陷发生。本文研究结果可为类似塌陷区的科学开采提供参考。

富水区隧道穿越断层破碎带施工应急预案研究

为降低富水区公路隧道穿越断层破碎带施工中涌水、塌方等突发事件的危害,保证施工人员的安全,该文依托古兜山隧道实体工程,建立富水区隧道施工中突发事件应急预案体系。对富水区公路隧道穿越断层破碎带施工过程中可能的突发事件进行分类,建立富水区隧道突发事件应急预案。研究表明,富水区隧道施工过程中发生涌水事故时,应及时疏通横通道,布设抽水泵将涌水抽出洞外,减少洞内水流量;出现坍塌事件时,应当及时处理伤亡人员,并及时运走废土;发生爆炸事故时,应迅速灭火及时疏散工作人员,救治伤员,清理现场,避免造成二次伤害;发生大型机械设备故障情况后,要及时处理伤亡人员,并尽快判断其位置和损伤范围,及时开展救援,转移机械设备,抢修故障机械。

NEMV技术在官地矿中六采区的应用

官地矿中六采区地质构造复杂,小断层、褶曲、陷落柱发育,同时由于该区域地表山高坡陡,植被发育,无法采用三维地震勘探技术进行探测,在此情况下,使用基于应力-自然电磁脉冲的NEMV技术对该区域进行探测。该技术采用无人机进行数据采集,不受地面情况影响,能够准确查明煤层赋存、地质构造形态,并对采空区、陷落柱等水文条件不清的区域进行精细探查。通过各煤层应力系数平面图异常分布进行划分,在研究区内共发现采空区1处,积水区1处,陷落柱2个,有效解决了煤矿开采中的实际问题。

北斗/GNSS和精密水准测量综合方法在老采空塌陷区地表形变监测中的应用

本文根据研究区实地情况,充分利用北斗/GNSS和传统精密水准测量两者的优势及互补性,开展综合测量分析,实现了北斗/GNSS与传统精密水准测量在复杂地貌和复杂特征地下空间区域监测的有机统一和结合。首先介绍北斗/GNSS地表形变监测和精密水准测量的基本工作技术与方法;然后以京西木城涧煤矿老采空塌陷区地表形变监测项目为例,分析研究区近一年的地表形变监测数据,并对形变状态和趋势进行预测和评价。本文可为老采空塌陷区地表形变监测和研究提供参考。

湿陷性黄土地区后注浆灌注桩承载特性研究

文中以某住宅建筑为例,对湿陷性黄土地区传统灌注桩与桩尖区域后注浆加固灌注桩在受到设计负荷影响时,其轴向力与侧向摩擦力的差异进行分析。结果表明,在特定湿陷性黄土环境中,采用干式作业方式完成的钻孔灌注桩承载能力得到显著提升,桩体的中性点位置亦显著下移;湿陷性黄土地区的现场浸水试验与室内试验的湿陷量差异较大,建议通过现场浸水试验确定实际的湿陷量,进一步明确土壤湿陷等级,为地基设计提供准确数据。

山区既有线降雨预警曲面研究

对某山区既有线路基边坡溜坍风险点的地形特征以及降雨特征展开调研,得到该线路路堑边坡典型参数;基于提高多种致灾降雨类型条件下的预警成功率现实要求,提出以有效累积降雨量、时激发降雨量、降雨历时作为降雨预警空间建立降雨预警曲面;运用2012—2019年降雨数据统计分析确定了适用于该线路溜坍病害的降雨预警曲面参数,对比分析了相同区段内降雨预警曲面与传统I‐D降雨预警曲线的预警效果,并采用2020年降雨数据对该降雨预警曲面进行了验证。结果表明:应用降雨预警曲面可对山区既有铁路溜坍病害进行有效预警,预警成功率达到90%。

广州北部丘陵区岩溶塌陷形成条件与易发性评价

岩溶塌陷是广州北部丘陵区主要地质灾害之一,对人民群众安全生产、和谐生活造成实际威胁,制约了当地乡村振兴发展。文章在分析广州北部丘陵区岩溶发育程度、覆盖层土体条件、地下水动力条件等岩溶塌陷形成条件的基础上,选择岩溶发育程度、土层厚度、土层结构、地下水水位年变幅、断裂影响范围、塌陷点密度等6个评价指标,利用层次分析法确定各指标权重,运用综合指数法建立岩溶塌陷易发性评价模型,进行广州北部丘陵区岩溶塌陷易发性评价。结果表明:广州北部丘陵区岩溶塌陷高、中等和低易发区面积分别为4.77,14.24,21.71 km,已发生的岩溶塌陷均分布在高易发区(94.29%)和中等易发区(5.71%),易发性分区评价合理。研究成果可为当地岩溶塌陷地质灾害预警和防治区划提供依据。

某山区高速公路特长隧道特殊地质塌方涌水分析及处治

由于山区高速公路受地形条件的制约,在选线过程中常采用隧道方案穿越山岭。山区高速公路隧道地形起伏大、条件复杂,面临断层、岩溶、高地应力、瓦斯等不良地质,可能出现涌水、塌方、大变形、岩爆等地质灾害,若处治不当不仅造成安全质量事故、增大投资、影响工期、后期的运营,甚至会造成不良的社会影响。以某山区高速公路特长隧道为例,探讨复杂地质条件下公路隧道塌方涌水原因分析及处治措施。

BIM地质建模在湿陷性黄土地区岩土工程中的应用

为向湿陷性黄土地区岩土工程提供沉降数据,提出BIM地质建模在湿陷性黄土地区岩土工程中的应用方法。文章基于克里金插值方法与BIM技术建立湿陷性黄土地区的岩土工程建筑物模型,计算并获取岩土工程沉降数据,以支持湿陷性黄土地区岩土工程建设。