水及動(dòng)力荷載作用下淺伏采空區(qū)圍巖變形破壞研究.pdf

1、隨著中國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)越來越多，許多地方修建鐵路、高速公路等都不可避免地要穿過采空區(qū)，而采空區(qū)所處地基不可避讓，或采取避讓方案占用良田和費(fèi)用比較高時(shí)，采空區(qū)頂板穩(wěn)定性問題作為鐵路建設(shè)的不良地質(zhì)問題已越來越突出，分析動(dòng)力荷載對(duì)采空區(qū)變形破壞的影響，為采空區(qū)穩(wěn)定性評(píng)估和工程治理設(shè)計(jì)提供可靠的依據(jù)，對(duì)保證鐵路在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)安全營運(yùn)有著重要的意義。綜合應(yīng)用相似材料模擬實(shí)驗(yàn)、理論分析、數(shù)值模擬等方法，重點(diǎn)就水及地表列車動(dòng)荷載對(duì)淺

2、伏采空區(qū)變形破壞影響做了比較深入地研究，主要成果如下:
　　(1)通過相似材料模擬實(shí)驗(yàn)，觀測(cè)淺埋煤層開采后采空區(qū)上覆巖層變形破壞演化過程和最終處于相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)特征，最終采空區(qū)上覆巖層基本上分“兩帶”即垮落帶和斷裂帶，為消除垮落帶內(nèi)巖塊重新“活化”的隱患，提出半充填注漿處理采空區(qū)的方法，并通過漿液配比實(shí)驗(yàn)測(cè)定其強(qiáng)度，結(jié)合漿體膠結(jié)后的結(jié)構(gòu)特征，建立了混凝土樁柱體和冒落矸石膠結(jié)體的力學(xué)模型，分析了其破壞方式，并推導(dǎo)出其破壞失穩(wěn)的力學(xué)條

3、件。
　　(2)通過巖體試件力學(xué)特性的試驗(yàn)研究，結(jié)果表明:巖石的抗壓強(qiáng)度與抗剪強(qiáng)度隨含水量的增加而降低，但對(duì)不同類型的巖石影響程度不一樣，對(duì)堅(jiān)硬巖石強(qiáng)度影響較小，而對(duì)軟弱巖石影響較大，并引用混凝土彈性模量與抗壓強(qiáng)度之間的關(guān)系式，結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果，推導(dǎo)出彈性模量與含水量之間的關(guān)系。
　　(3)將采空區(qū)上覆頂板巖層和樁柱體看成一個(gè)系統(tǒng)建立力學(xué)模型，從整體上對(duì)其進(jìn)行分析研究。根據(jù)巖體物理參數(shù)與水的函數(shù)關(guān)系式，推導(dǎo)出采空區(qū)系統(tǒng)在水作用下