杜子龙 仪梦婷 李志远

(1. 山东科技大学 测绘科学与工程学院, 山东 青岛 266590; 2. 中国海洋大学 文学与新闻传播学院, 山东 青岛 266100)

0 引言

矿区地下开采引起的地表沉陷是一个复杂的四维空间问题,沉陷预测为采空区上方的建筑物,铁路、水库等采后支护与治理提供了理论依据,很多研究中注重于开采沉陷的最终结果,即静态地表移动与变形预测。静态预测侧重于观测的整体性,对开采沉陷的动态过程研究尚不充分,这对地表建筑物的保护是不利的。实际上,由于矿山开采导致的地表移动与变形是一个动态的过程,变形与移动越剧烈,地表建筑物的损坏就越严重[1]。地表的下沉具有三个过程:缓慢发展期、加速发展期、发展衰减期[2]。对地面建筑物等的保护需要考虑变形随时间发展的全过程,目前常用动态预测地表下沉的时间函数有波兰学者Knothe[3]于1952年提出的Knothe时间函数;Sroka与 Schober于1982年提出的Sroka-Schober[4]时间函数,Kowalski于1999年提出的广义时间函数;Gonzalfz等在2007年研究使用的正态分布函数作为时间函数等;我国在采动过程中采用的预计函数多数为基于Knothe时间函数的改进预测模型,大量专家与学者针对Knothe时间函数无法反应下沉速度与加速度的缺陷提出了各种改进方法,常占强等提出的分段Knothe时间函数,提高了预测精度;张兵等改进了分段Knothe函数,使之居于更大的适用范围,并提高了精度[5-8]。但Knothe时间函数观测周期长,模型复杂,所需参数多。基于经验函数的动态预计方法公式计算复杂,且其精度受限于开采实际经验及岩移参数。……