采空区上伏公路路基稳定性评价及应用研究

发布时间：2020-02-11 03:11

【摘要】：近些年来,随着我国经济的飞跃增长,公路建设得到高速发展,公路路网不断加密。与此同时,我国是煤炭开采大国,大小矿区分布于全国各地,在煤矿采空区上修建公路,不可避免地遇到采空区上伏地表移动变形预计和工程治理等技术难题,采空区上伏公路的稳定性评价与工程治理研究显得极其重要。采空区地表沉陷会对公路路基和路面产生安全隐患,因此准确预计采空区上伏地表移动变形规律是目前迫切需要解决的问题。本文运用概率积分法的基本理论,推导出地表移动变形参数在不同开采条件下的计算公式。通过工程实例对采空区上伏地表变形移动值进行预测,重点分析在有限非完全采动开采条件下,开采深度及开采厚度与地表主要变形参数的变化情况,绘制出采空区主断面上各主要参数的变化曲线图,得出开采深度、开采厚度与地表主要变形参数的函数关系式。在相似工况条件下,根据实际开采情况,利用相应关系式进行地表移动变形参数的预计。依托河北省251省道承秦公路抚宁县半壁店村采空区地表沉陷治理工程,根据公路路基及路面协同作用理论和变形协调设计方法,通过地基土换填、边坡处理、改性沥青滑动层以及充填注浆等工程技术进行地表沉陷治理,结合工程治理前后实际地质地貌变形勘测成果,运用概率积分法对该公路路基及路面变形破坏规律进行分析,得到该路段治理前后地表斜率、地表曲率及地表水平变形的对比变化情况,进一步说明工程治理效果的显著性,同时验证了概率积分法预测采动地表移动变形规律的正确性和科学性。本文通过对采空区上伏地表移动变形规律的研究,为公路穿越采空区工程中,公路路基及路面变形控制的研究、设计和施工提供了指导意义,为公路建设及运营过程中的防灾减灾提供了理论基础。
【图文】：

(c) (d)图 1.1 地下采空区对地表公路危害实例图开采空洞区岩体与一般岩体相比非常复杂，它具有四个特点：（1）分布隐蔽性强：开采空洞区埋深一般都比较大，人员难以进入，煤层开采过后很难准确查明其具体分布情况，而且漫长的活化过程也难以监测；（2）受力机理复杂。开采空洞区的活化作用以

裂隙带冒落带图1.2 采空区上覆岩层变形破坏分带图综上所述，采空区上公路路基稳定性评价研究以及科学的对采空区进行治理，是经济、合理、高效建设公路，保证公路在设计年限内安全运营，在确保公路安全运营的前提下最大程度地节省工程造价，实现公路建设可持续发展的必要性研究，对公路安全建设和运营具有重要的理论意义和现实意义。1.2 国内外研究现状1.2.1 采空区地表稳定性评价国内外研究现状对于老采空区稳定性评价，国内外研究学者进行了大量研究，但由于国内外开采地质条件不同、开采方法存在差异，因此在研究开采空洞区稳定性评价方面也存在较大分歧。与此同时，如何确定采空区对公路路基的危害程度以及选用何种治理措施是尤为重要的，因此在建设公路与公路运营中，采空区地表变形预计理论评价与工程治理是一个
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U416.1;TD325

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