水及動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)濟快速發(fā)展，交通基礎設施建設越來越多，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用比較高時，采空區(qū)頂板穩(wěn)定性問題作為鐵路建設的不良地質(zhì)問題已越來越突出，分析動力荷載對采空區(qū)變形破壞的影響，為采空區(qū)穩(wěn)定性評估和工程治理設計提供可靠的依據(jù)，對保證鐵路在設計使用年限內(nèi)安全營運有著重要的意義。綜合應用相似材料模擬實驗、理論分析、數(shù)值模擬等方法，重點就水及地表列車動荷載對淺

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驗，觀測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，并通過漿液配比實驗測定其強度，結合漿體膠結后的結構特征，建立了混凝土樁柱體和冒落矸石膠結體的力學模型，分析了其破壞方式，并推導出其破壞失穩(wěn)的力學條

3、件。
　　(2)通過巖體試件力學特性的試驗研究，結果表明:巖石的抗壓強度與抗剪強度隨含水量的增加而降低，但對不同類型的巖石影響程度不一樣，對堅硬巖石強度影響較小，而對軟弱巖石影響較大，并引用混凝土彈性模量與抗壓強度之間的關系式，結合實驗結果，推導出彈性模量與含水量之間的關系。
　　(3)將采空區(qū)上覆頂板巖層和樁柱體看成一個系統(tǒng)建立力學模型，從整體上對其進行分析研究。根據(jù)巖體物理參數(shù)與水的函數(shù)關系式，推導出采空區(qū)系統(tǒng)在水作用下