臧建军

摘  要：煤炭资源开采引发的地表变形问题是环境岩土工程领域的重要研究课题。基于有限元分析软件ABAQUS，通过数值模拟方法并结合实际工程工况，分析了采空区岩体注浆加固与上方建筑地基处理组合方式下的承载力和变形机制。结果表明，注浆加固区与上方地基层的弹性模量在150MPa（不考虑上部地基弹性模量的影响）和80MPa（不考虑注浆层弹性模量的影响）较为经济适用;加固区与上方地基层厚度分别为30m和20m时较为经济适用。研究结果可为临近建筑安全设计提供理论支撑，亦可为确定经济合理的地基处理设计方案提供参考。

关键词：采空区;离层注浆;地表变形;数值分析

中图分类号：TD823 文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2020）24-0025-04

Abstract： The surface deformation caused by coal mining is an important research topic in the field of environmental geotechnical engineering. Based on the finite element analysis software ABAQUS and combine practically engineering， the numerical simulation method is used to analyze the reinforcement effect of separated layer grouting in goaf and the development law of ground deformation under the combination of different overlying strata. The results show that the elastic modulus of grouting reinforced area and upper ground base is more economical and applicable in 150MPa （without considering the influence of elastic modulus of upper foundation） and 80MPa （without considering the influence of elastic modulus of grouting layer）， and it is more economical and suitable when the thickness of reinforced area and upper ground base is 30m and 20m respectively. The research results can provide technical support for the ground construction， thus providing reference for the economic and reasonable foundation treatment scheme.

Keywords： goaf; separated layer grouting; surface deformation; numerical analysis

1 概述

煤炭開采破坏了原有地应力平衡状态，易引起地表沉陷、临近建（构）筑物结构过大变形等一系列环境岩土问题。开展对采空区影响范围内地质环境综合治理[1]研究日益受到研究者的重视[2]。

自上世纪五十年代，国内外学者就对三下采煤防治技术进行了大量研究，离层注浆加固技术是采空区地质灾害治理设计的常用方法[3]。在以往文献中主要侧重于对采空区覆岩移动规律的评价[4-9]，很少从地层之间的相关性角度去分析问题。因此，文中借助数值分析方法，考虑覆岩地质特性、注浆区力学特性及分布范围，对采空区上覆地层稳定性作出评价，对临近建筑沉降的影响机制进行研究。

2 采空区上方注浆加固体与地基组合作用理论