結(jié)合露天煤礦礦區(qū)與鄰近既有鐵路隧道的地質(zhì)情況,運用FLAC 3D數(shù)值模擬方法,建立露天礦開采過程中巖土體開挖和回填對隧道結(jié)構(gòu)影響的三維模型,分析露天礦邊坡開挖及回填對隧道結(jié)構(gòu)應(yīng)力場和應(yīng)變場的影響規(guī)律。分析結(jié)果表明:高邊坡開挖所引起的隧道總位移最大值為3.61 mm,及時回填至原地貌后總位移下降至2.87 mm,高邊坡在開挖后及時回填對既有鐵路隧道襯砌結(jié)構(gòu)影響較大,高邊坡的地表限采邊界線與既有鐵路隧道應(yīng)增加一定的安全距離,開挖后應(yīng)及時回填;矮邊坡開挖所引起的隧道總位移最大值為24.60μm,及時回填至原地貌后總位移下降至4.16μm以內(nèi),矮邊坡在開挖后及時回填對既有鐵路隧道襯砌結(jié)構(gòu)影響較小。因此,露天礦可按現(xiàn)有地表限采邊界線進行開采,開采過程中在對應(yīng)邊坡的隧道區(qū)段襯砌表面布置應(yīng)力和應(yīng)變監(jiān)測系統(tǒng),必要時采取限采和襯砌錨固措施。

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【部分圖文】：

圖1 鄰近既有鐵路隧道與露天礦邊坡的空間位置關(guān)系

敖包梁鐵路隧道鄰近納源煤礦露天礦區(qū)。該煤礦礦區(qū)面積29.079km2，開采標高1425～1355m。根據(jù)礦體賦存條件及礦山現(xiàn)狀，采用露天開采。隧道進口里程為K159+452.534，出口里程為K173+575.534，全長14123m，最大埋深約138.629m。鐵....

圖2 數(shù)值計算模型

矮邊坡分階段開采及回填（工況2）模型尺寸為485m(x軸）×57m(z軸）×50m(y軸），共劃分167743個單元，139850個節(jié)點。劃分網(wǎng)格后的實體模型見圖2(b），施工順序同工況1。2.2模擬結(jié)果與分析

圖3 土體應(yīng)力云圖（工況1)

工況1露天礦邊坡形成后土體應(yīng)力分布見圖3。可知：在距隧道100m范圍內(nèi)，土體平均應(yīng)力、最大剪應(yīng)力、最大主應(yīng)力、最小主應(yīng)力的等值線分布較均勻，未出現(xiàn)明顯變化。由于邊坡開挖的卸荷作用，應(yīng)力還是有所減小。與邊坡開挖前相比，隧道襯砌附近土體平均應(yīng)力、最大剪應(yīng)力、最大主應(yīng)力、最小主應(yīng)力分....

圖4 土體應(yīng)力云圖（工況2)

工況2露天礦邊坡形成后土體應(yīng)力分布見圖4�？芍壕嗨淼�100m以內(nèi)土體平均應(yīng)力、最大剪應(yīng)力、最大主應(yīng)力、最小主應(yīng)力的等值線分布較均勻，未出現(xiàn)明顯變化。由于邊坡開挖的卸荷作用，應(yīng)力還是有所減小。與邊坡開挖前相比，隧道襯砌附近土體平均應(yīng)力、最大剪應(yīng)力、最大主應(yīng)力、最小主應(yīng)力分別減小....

本文編號：4038700