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煤矿采空区上覆桥梁地基稳定性研究——以大河边公路特大桥为例
| 论文题名： | 煤矿采空区上覆桥梁地基稳定性研究——以大河边公路特大桥为例 |
| 关键词： | 公路桥梁;煤矿采空区;地基稳定性 |
| 摘要： | 我国煤矿资源丰富，随着煤矿的大量开采造成水和环境的污染破坏以及开采沉陷引起地表建(构)筑物破坏，其中以开采沉陷造成的后果最为严重。随着我国基础设施建设的发展，大量采空区场地将被作为建筑场地所利用，对开采沉陷与建(构)筑物地基稳定性问题的研究已不可避免，而传统的理论研究手段单一，其研究结果与实际相差较大，有必要采用更加高效可靠的方法来对其进行研究，并指导工程实践。本文以贵州省六盘水市钟山区大河镇大河边公路特大桥为工程实例，通过现场地质调查和资料的收集，获得了研究区地质、采矿及岩石力学参数等信息。在此基础上，运用随机介质理论计算宏龙寨煤矿采空区地表的移动变形，再通过软件( MIDAS GTS NX)建立采空区三维模型。将理论计算与数值模拟结果进行对比和分析，结合现场监测资料和相关规范综合分析了采空区场地的稳定性，确定了桥墩地基的选址。 本研究主要内容包括：⑴在吸收前人在开采沉陷领域的研究成果的基础上，综合分析了当前国内外在开采沉陷理论研究中的优缺点，探讨了采空区覆岩的变形破坏特征及地表移动变形规律。⑵介绍了随机介质理论在不同倾斜程度煤层充分开采和非充分开采条件下的不同计算表达式，并讨论了计算参数的获取方法。⑶通过随机介质理论公式计算得到了采空区倾向主断面和走向主断面地表的沉降、水平移动、倾斜、曲率和水平变形。软件模拟得到采空区覆岩及地表的沉降、水平移动和应力结果。根据理论计算和模拟结果确定了采空区当前的垮落状态及对建（构）筑物造成的破坏等级。⑷结合采空区停采时间、地表移动变形监测结果、顶板岩性和煤层采深采厚比确定了当前采空区处于基本稳定状态。在地下水、爆破、地震以及上部荷载等因素影响下采空区有可能发生垮塌破坏，建议把桥墩地基选在采空区影响范围之外。⑸通过计算采空区沿倾向的影响半径，确定了桥墩地基的选址，并通过理论计算和软件模拟了桥梁荷载对采空区覆岩及所选桥墩地基稳定性的影响，验证了该选址的可靠性。 |
| 作者： | 刘骏 |
| 专业： | 地质工程 |
| 导师： | 叶明亮 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 贵州大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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