地面竖直荷载作用下采空区临界扰动深度及其稳定性研究
2021-03-24李文博张洪岩
中国矿业 2021年3期
李文博,彭 超,张洪岩,马 壮
(1.深圳市不动产评估中心(深圳市地质环境监测中心),广东 深圳 518040;2.山东黄金集团有限公司深井开采实验室,山东 莱州 261400;3.矿冶科技集团有限公司,北京 102628)
地下矿产资源在开采后会形成采空区,在长时间的压实作用后其应力会达到一种平衡状态。当采空区上方土地再次开发利用建起了建筑物后,在新建筑荷载的影响下,部分采空区出现“活化”,这会导致原本的应力平衡状态发生变化,使得新建的建筑物遭受地面沉降、倾斜、倒塌等危害。为了防止这些现象出现,开展地面荷载作用下采空区扰动深度及其稳定性的研究具有重要意义。
目前,地面荷载作用下采空区稳定性问题也引起了国内外许多学者的重视并做了大量研究。如周桂林等[1]针对不稳定的采空区地基,基于附加应力法来确定建筑物荷载的影响深度;杜坤等[2]应用物元可拓方法,构造物元矩阵,根据计算出的关联度对采空区危险性的等级进行可拓识别,进而借鉴数值模拟的方法验证其正确性;刘树新等[3]利用FLAC3D对采空区进行建模,模拟了对采空区危险范围施加应力的情况下采空区的承载能力;李凤明等[4]采用数值模拟的方法进行了多方案研究,对老采空区地基的稳定性进行评价;郭庆彪等[5]构建了废弃采空区地基稳定性极简评价指标体系,极大减轻了系统的计算负担,简化了评估过程。
本文以深圳某大理岩矿为工程背景,基于地基附加应力原理,结合矿区采空区垮落带、裂隙带的高度,计算采空区地表承载能力,确定建筑物竖直荷载的临界扰动深度,定量估算地表新建建筑物的安全高度;……
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