【摘要】：我國(guó)煤炭資源十分豐富,煤炭為我國(guó)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(lái)問(wèn)題是,國(guó)內(nèi)下穿公路的采空區(qū)現(xiàn)象越來(lái)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(kāi)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(wàn)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(guò)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(kāi)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(kāi)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(guò)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(kāi)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(guò)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(guò)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(guò)層直接作用在頂板上，使周邊圍巖的初始應(yīng)力狀超過(guò)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(kāi)。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(kāi)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(guò)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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1 孫琦;張向東;杜東寧;衛(wèi)星;母倩雯;;淺埋采空區(qū)對(duì)路基穩(wěn)定性影響的數(shù)值模擬[J];中國(guó)地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報(bào);2015年02期

2 鄧偉男;張華興;賈林剛;;開(kāi)采沉陷影響下高速公路變形破壞的試驗(yàn)研究[J];金屬礦山;2015年04期

3 張普綱;沈力廣;;運(yùn)營(yíng)高速公路下煤礦采深、采厚對(duì)路基的破壞影響分析[J];山東科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2014年06期

4 岳愛(ài)軍;鄭健龍;呂松濤;;采空區(qū)路基路面力學(xué)響應(yīng)分析[J];長(zhǎng)安大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2014年06期

5 李彩霞;張爭(zhēng)奇;;重載作用下瀝青路面受力及損壞機(jī)理分析[J];水利與建筑工程學(xué)報(bào);2014年03期

6 張軍;王建鵬;;采動(dòng)覆巖“三帶”高度相似模擬及實(shí)證研究[J];采礦與安全工程學(xué)報(bào);2014年02期

7 李樹(shù)軍;;復(fù)雜采煤區(qū)路基變形規(guī)律及影響因素分析[J];北方交通;2014年01期

8 吳盛才;賀躍光;徐鵬;陳長(zhǎng)青;;概率積分法預(yù)計(jì)高速公路采空區(qū)地表變形[J];安全與環(huán)境工程;2010年05期

9 盧正;姚海林;吳萬(wàn)平;楊洋;駱行文;;高速公路路基結(jié)構(gòu)分析及動(dòng)變形設(shè)計(jì)方法[J];巖土力學(xué);2010年09期

10 張廣偉;鄧喀中;;老采空區(qū)上方高速公路路基穩(wěn)定性評(píng)價(jià)[J];西部探礦工程;2007年06期

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2 李皓玉;車輛與路面相互作用下路面結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)研究[D];北京交通大學(xué);2011年

3 盧正;交通荷載作用下公路結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)及路基動(dòng)強(qiáng)度設(shè)計(jì)方法研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（武漢巖土力學(xué)研究所）;2009年

4 柏松平;云南復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境公路地質(zhì)病害誘發(fā)機(jī)理及其對(duì)策研究[D];昆明理工大學(xué);2008年

5 龔文惠;公路膨脹土路基的沉降和邊坡穩(wěn)定性研究[D];華中科技大學(xué);2004年

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2 周濤;采空區(qū)上方交通荷載作用下的路基沉降分析[D];鄭州大學(xué);2017年

3 郝瑩瑩;基于公路下伏采空區(qū)相對(duì)位置的路基沉降研究[D];鄭州大學(xué);2016年

4 宋博;煤礦塌陷區(qū)路基沉降規(guī)律及預(yù)測(cè)方法研究[D];河南理工大學(xué);2014年

5 李海雷;高速公路養(yǎng)護(hù)施工作業(yè)區(qū)安全研究[D];長(zhǎng)安大學(xué);2014年

6 段昆鵬;復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造條件下高速公路壓煤采動(dòng)影響的適應(yīng)性研究[D];重慶交通大學(xué);2013年

7 李俊;山區(qū)公路水毀路基穩(wěn)定性分析及防治措施[D];長(zhǎng)安大學(xué);2013年

8 吳峰;采空區(qū)高速公路煤層開(kāi)采影響研究及治理方案[D];重慶交通大學(xué);2012年

9 趙金剛;太佳高速公路下伏采空區(qū)穩(wěn)定性評(píng)價(jià)[D];西北大學(xué);2010年

10 劉濤;太佳高速公路下伏采空區(qū)注漿研究[D];西北大學(xué);2010年

本文編號(hào)：2806062