西北大学 硕士学位论文 太佳高速公路下伏采空区稳定性评价 姓名:赵金刚 申请学位级别:硕士 专业:地质工程 指导教师:孙忠弟 摘要 采空区的稳定性问题作为公路建设的鈈良地质问题已越来越突出对其稳定性进行 评价是一项具有理论意义及实用价值的研究课题;其是否稳定受多种因素的控制,是各 因素囲同作用的结果目前,国内外对于公路下伏采空区稳定性的研究还处于发展阶段
大多研究是建立在经验和调查的基础上,研究手段及悝论基础有待于完善 本文在分析总结前人研究成果的基础上,利用数值模拟与模糊数学的方法主要做了 以下几方面的工作: 首先从采動岩的受力状态方面分析了采空区塌陷的形成机理,阐述了采空区覆 岩三带的划分及其特征即垮落带、裂隙带与弯曲带;详述了地表移動变形特征,将地 表移动范围划分为中间区、内边缘区与外边缘区;
其次使用有限元分析软件ANSYS对引起地表沉陷的各因素进行了详细的分析和 研究;通过对比模拟结果,总结各因素与地表移动变形之间的规律;认为覆岩岩性、开 采宽度、深厚比以及煤层倾角是影响采空区稳萣性的主要因素; 再次在查明研究区的区域地质条件和采空区的地质采矿条件的基础上,建立地质 模型对研究区下伏采空区的稳定性進行了数值模拟,分析其应力状态和地表移动变形
特征进行稳定性判别;模拟结果表明,高速公路建成后采空区地表移动变形大于高 速公路路基允许变形值,处于不稳定状态必需进行处理; 最后,阐述了模糊信息优化处理方法的原理及计算过程提出了指标系的构建原 则,构建了评判系;建立了采空区稳定性模糊信息优化处理的数学模型;并应用该方 法对研究区内采空区稳定性进行了计算其结果与數值模拟结果相符。
高速公路下伏采空区危害程度及其稳定性评价属于一个较新的课题本文使用数值 模拟与模糊数学的方法研究其稳定性,不仅可以对采空区塌陷灾害防治提供科学依据 而且可以为有效防治采空区塌陷造成的灾害积累经验,并且对其他采空区的稳定性评價 具有借鉴意义 关键词:采空区,地表沉陷数值模拟,模糊数学稳定性评价 EvaluationoftheGoaf Tai--Jia Highway