采动区地表剩余变形对高等级公路影响预计分析.pdf

第 “卷第期 “年“ 月 西 安 公 路 交 通 大 学 学 报 “ 9 “ 收稿日期 “ A B A “ 基金项目教育部回国人员资助项目C教外司留C “ D D D E F F号E G陕西省教委专项基金项目C H B I E 作者简介余学义C “ D B B A E J男J陕西定边人J西安科技学院教授J博士 文章编号 “ F A “ “ C “ E A D A 采动区地表剩余变形对高等级公路影响预计分析 余 学 义 C西安科技学院 采矿工程系J陕西 西安F “ B E 摘要高等级公路建设中经常遇到公路穿越矿区采动影响区的问题K采动引起的地表移动变形是 确定路基稳定性L分析采空区影响程度的主要依据K采动地表移动变形可分为连续移动变形与非连 续移动变形两大类K在地表连续变形条件下J得出预计地表剩余沉陷引起移动变形的理论方法J由 地表剩余变形等值线图形分析J划分其为不同的影响区J根据不同影响区位移变形的特点J给出适 应于采动区移动变形要求的抗变形路基路面结构方法K 关键词高等级公路G采动影响区G剩余位移变形G抗变形结构 中图分类号 M N I B ; G 5 “ ; O文献标识码 P Q R S T U V W U X YZ Y [ \ ] U X _ ‘U a bc \ [ ‘U a b d [ ]e Y _ \ f S Y V S Tg ] h f R _ [ V Si S U T f [ \ j S _ X R k[ W U X YU YlU Y U Y am X Y S n opq r A s t C N 7 u * 9 v7 9 B “ ; * J要使地表 移动变形完全稳定J一般需 ; B B ; *的时间K在 采动影响区建造高等级公路应尽量避开地表移动变 形危险期J以减小工程地质处治难度J降低工程费 用K由于高等级公路的特殊性J地表剩余移动变形对 一般的建筑物可能不会产生大的影响J而对高等级 公路的影响仍会很大K “ 采动区地表剩余移动变形的预计理 论与方法 大量观测实践表明J采动影响区地表沉陷速度 随时间呈负指数曲线衰减J主要与开采深度L覆岩岩 万方数据 性开采速度等因素有关“同时它又是各开采块段在 不同的时间不同的采矿地质条件下应用不同开采 方法等因素对地表产生影响的综合据此可将预计 采动地表剩余沉陷的通用数学模型写为 / -为时间影响系数; ,为计算块段数目; 0为计算开采任意条块的拐点 数; 3 1为使用计算的直角坐标系中 ’0 4.*’.“ 上述公式是将开采块段分扇形进行极坐标积分 方法如图.所示“在图.中夹角为3 1 4.C31的扇形 开采区对地表点 W为开采深度; Y为 主要影响范围角; QRH S为地表充分下沉盆地的最大 下沉值“ 图.极坐标闭合回路积分示意图 点 预计 起始时间距开始开采的时间间隔P *P -; 地表稳定时 P fh;则为了求出预计至地表下沉稳定时间内地 表的剩余下沉时间影响系数 /-* . N i P - j 式中 P -为第-块段从开采至计算的时间 H ; i为采 深岩性系数“ 根据文献\ 8 ] i值的界定值为当采深较浅覆 岩松散较软时i *8 k CV k g ;采深较浅覆岩较硬 i * 8 k g C8 k ;采深较大覆岩较软 i *. k C8 k g ;采深 较大覆岩较硬 i *. k g C. k “在重复采动条件下i 值一般小于. “ 由式 _ 按各开采块段不同的采矿地质参数和 已开采的时间可以计算出地表任意点的剩余沉陷 值“根据地表下沉和水平移动间的关系可以得出地 表剩余水平移动值计算公式 l r 8 x * U x 8 N U x 8 ; rV x * . x N U x 8 U x 8 N U x 8 ; v1*2 3 1 4. 3 1 r8 71 s tT 9 3 ; g. 西安公路交通大学学报 8 g g .年 万方数据 “ “ ’ A 及其扩展的其余移动变形模 型研制的4它包括计算程序及其在 B CD E F D G H I 6 J D KL 9F D A H IE / MNO P 2 / Q0系统下开发的图形分 析系统构成的程序包5该系统已在太R旧高速公路4 晋R焦高速公路4徐R连高速公路及许多矿区的采 空区影响预计分析评价中应用5图1 6图为预计华 北某高速公路S T采动影响区的地表剩余位移变形 等值线分析图4预计结果与实测结果基本吻合4能满 足工程的要求; A _ 4 允许的倾斜变形值aI\’ I_ 5 地表变形值在允许值范围以内时4公路路基路面可 以不作处理4超出这一范围4应采取抗变形结构来保 护公路5 S 对于采动影响区内的桥梁及高架桥设置变 ’’ 第A期余学义Y采动区地表剩余变形对高等级公路影响预计分析 万方数据 形缝及滚动调斜装置图“ A BC D E F G H G I J K L F M N O K I P C JO G F BK C M P I Q O K CKL F M F H BF M RU1 T6 V’ 2 5 5 / 3 2 “ / W2 “ X 3 Y O C数据库固定刊源’国际道路科研信息 4 4 f 书目文献数据库固定刊源’中国道路文 献服务中心 S 4 f a 核心报道期刊’自2 5 [ 2年创刊以来多次获国家交通部和陕西省奖励 d西安公路交通大学学报e以繁荣公路交通科技为己任’促进公路交通科技交流和转化她主要刊载 道路工程桥梁工程交通工程隧道工程汽车工程筑路机械交通控制与交通运输管理等学科具有国 内先进水平的论文’同时刊载公路交通科技动态方面的简要评述和通讯 d西安公路交通大学学报e的主要读者对象为大专院校师生公路交通科研人员公路交通管理决策 人员公路交通领域的勘测设计和施工单位的技术人员 d西安公路交通大学学报e全年\期’大2 \开本’ 2 . [页’欢迎订阅’各地读者可在当地邮局订阅’每 期定价2 / g / /元’全年定价\ / g / /元 地址1西安市南二环中段’ d西安公路交通大学学报e编辑部 邮发代号1 “ . W2 Y 邮政编码1 2 / / \ X 电话1 / . 5 “ . \ [ Y X \转X Y [ Y h ij k l 1 m L m ‘ C _ G F n ‘ _ 3 m G F O K O C 3 I F , .2 西安公路交通大学学报 . / / 2年 万方数据