采空区地表变形的机理及数值模拟研究

【摘要】随着我国工业化与城镇化的推进，土地资源日益紧缺，许多基础设施如民用建筑、工业厂房、公路、铁路等不得不建在或穿越矿区用地，由于矿产开采在地下形成采空区，这些采空区的存在对其地表稳定性有很大的影响，因此为确保矿区采空区上方交通及民用、工业建筑的安全，防止由于开采塌陷而引起地表建筑物的破坏等灾害发生，研究地下开采对地表移动及变形的影响对我国矿区土地恢复利用和规划建设都具有十分重要的社会经济意义。论文结合吉林成大弘晟能源有限公司行政生活区房屋建筑工程项目地质灾害危险性评估及地基稳定性评价报告，开展采空区地表移动及变形的研究，主要取得以下成果：a.研究采空区上覆岩层及地表的移动规律及变性特征，初步研究采空区三带范围及各分带的形成机制及破坏方式，分析了矿层呈水平与倾斜时地表沉陷盆地的移动规律及其特征。b.基于有限差分软件FLAC3D，进行数值模拟试验，探讨各开采因素对地表变形的影响，分析地表变形的机理。c.通过对研究区地质资料的整理，采用有限差分软件FLAC3D建立数值模型，并通过计算，分析桦甸矿区地下开采对地表变形的影响，得出地表沉降、水平移动的规律，及内部应力分布情况。d.研究了当开采沉降稳定后，由于工程活动，使采空区上覆岩体“活化”而产生二次沉降，产生残余变形，并对比数值法与传统概率积分法的计算结果，结果表明数值方法与传统概率积分法结果相差不大，可适用于开采沉陷预测。
【作者】姚康；
【导师】王常明；
【作者基本信息】吉林大学，地质工程，2014，硕士
【关键词】采空区；地表变形；FLAC3D沉降预测；概率积分法；

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