發(fā)布時(shí)間：2020-08-27 11:46

【摘要】：我國煤炭資源十分豐富,煤炭為我國的工業(yè)以及其他領(lǐng)域的發(fā)展提供了重要能源。隨之而來問題是,國內(nèi)下穿公路的采空區(qū)現(xiàn)象越來越多,由于煤層被采出,地表發(fā)生下沉,使得路基失穩(wěn)、路面開裂,加上雨水滲入,公路路基破壞加劇,進(jìn)而影響正常行車安全。針對(duì)這些路基路面破壞的現(xiàn)象,本研究以重慶南川至萬盛高速公路路段下方采煤活動(dòng)為依托,利用FLAC3D軟件數(shù)值模擬,對(duì)地表以及路面變形規(guī)律進(jìn)行了分析,主要做了以下幾個(gè)方面的工作:(1)對(duì)3種不同深厚比的煤層進(jìn)行模擬,結(jié)果表明:煤層深厚比越小,地表下沉?xí)酱�。巖層等值線會(huì)以70°的影響變形角沿著上覆巖層延伸至地表,兩側(cè)變化曲線呈對(duì)稱分布,各巖層在地表形成的沉降區(qū)域大于實(shí)際的采空區(qū)面積。位于采空區(qū)中心對(duì)應(yīng)的地表位置下沉最大。(2)對(duì)不同煤層傾角進(jìn)行模擬分析,結(jié)果表明:巖層的移動(dòng)是一個(gè)連續(xù)動(dòng)態(tài)的過程,地表變形量和煤層傾角呈線性關(guān)系,傾角越大時(shí),地表受煤層開采影響范圍越大,豎直方向變形要比水平方向劇烈。(3)從不同車速頻率對(duì)路面變形的分析,結(jié)果表明:受煤層開采影響的變形路面,在受到行車荷載作用時(shí),對(duì)路面變形影響最大的車速為60km/h,隨著作用時(shí)間的增加,路面的下沉變形將增大。(4)模擬不同載重車輛對(duì)采空區(qū)路面擾動(dòng)的二次變形的影響,結(jié)果表明:車輛輪壓越大,路面下沉越嚴(yán)重,在1.17MPa輪壓作用下,路面下沉最大為36.4mm。路面各結(jié)構(gòu)層的應(yīng)力隨著深度的增大逐漸降低,當(dāng)深度達(dá)到0.48m時(shí),在豎直方向的應(yīng)力已經(jīng)很小。(5)分析沿路線縱向100m范圍路面下沉情況,結(jié)果表明:當(dāng)采煤工作面經(jīng)過路基下方,沿路線縱向的下沉?xí)霈F(xiàn)左右對(duì)稱的不均勻沉降,在采空區(qū)中心位置對(duì)應(yīng)的路面沉降最大。確定地下煤層開采對(duì)地表影響的等級(jí)范圍,為以后擬建公路的布線、方案比選提供依據(jù)。(6)用積分計(jì)算法對(duì)地表和路面的變形進(jìn)行驗(yàn)算,建模結(jié)果和理論計(jì)算結(jié)果相一致,得出對(duì)路面變形影響最小的變形容許值,即:地表傾斜小于等于3.0mm/m,地表水平變形小于等于2.0mm/m。對(duì)于高速公路的路面下沉值應(yīng)小于等于25mm,如果超過容許值,需要在變形路段范圍進(jìn)行離層注漿加固。
【學(xué)位授予單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U418;TD823
【圖文】：

重慶交通大學(xué)碩士學(xué)位論文確定高速公路通過的地表最大變形值，給出有效的治理措施。1.3.3 本文技術(shù)路線本研究在廣泛查閱文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，采用數(shù)值計(jì)算分析和軟件模型分析相結(jié)合的方法進(jìn)行研究，采用的技術(shù)路線如圖 1-1 所示。

使路基土中的間隙增大，道路線性在平面、不利于安全行車，甚至誘發(fā)交通事故[18]，本章就路面變形破壞方面進(jìn)行的研究。覆巖層移動(dòng)規(guī)律壞機(jī)理巖層頂板的破壞，是由于煤層被逐漸采出，經(jīng)過層直接作用在頂板上，使周邊圍巖的初始應(yīng)力狀超過頂板的自身強(qiáng)度時(shí)，頂板將發(fā)生斷裂破壞，而充填采空區(qū)。巖層頂板發(fā)生斷裂后，會(huì)誘發(fā)上覆圍巖整體的開。此時(shí)充填到采空區(qū)的大小不一的破碎巖石會(huì)被力作用，根據(jù)穩(wěn)定后各巖層的變形特征和破壞程如圖 2-1 所示。

(c) 路面開裂 (d) 路基斷裂圖 2-7 采空區(qū)地表及構(gòu)筑物破壞照片F(xiàn)ig. 2-7 photographs of surface and structure damage in goaf3 影響地表變形因素3.1 煤層傾角對(duì)地表變形的影響由于地殼的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，煤層在受到地殼運(yùn)動(dòng)過程中會(huì)發(fā)生斷裂或變形，所采的煤層傾角不可能完全處于水平狀態(tài)，煤層傾角α不同，地表變形規(guī)律不表最大下沉值為 W，隨著傾角的增大，地表下沉盆地會(huì)沿著采空區(qū)邊界向更方蔓延，而煤層下方的變形移動(dòng)角β將逐漸減小，煤層上方的變形移動(dòng)角 變明顯。由于下沉盆地范圍的擴(kuò)大，沉降角θ的值也將減小，如圖 2-8 所示，最降角的表達(dá)式為： 90 k (中：

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2806062