南水北调禹州段渠道下伏采空区地基稳定性研究

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  对于一些无法绕避采空区的工程建设项目,首先要解决的问题是工程下伏采空区的治理工作。采空区治理是一项隐蔽工程,更增加了治理后的质量检测和地表稳定性风险评估等一系列工作的难度。从而造成采空区治理工程的设计和投资过于保守。   针对采空区建筑地基稳定性的问题,本文以南水北调中线禹州采空区的地质条件以及工程施工情况为背景,借鉴传统的地质分析方法,进行了以下几个方面的研究:   1)研究了采空区覆岩及地表移动盆地的“三带型”变形机理及特征。从采矿方法、覆岩力学特性、煤矿层赋存条件、开采时间和地形地质条件等综合评价方法判别采空区地表的稳定性特征。   2)对采空塌陷区变形观测(垂直、水平位移监测)资料进行数据及曲线分析,研究采空区地表变形情况。   3)联合运用了AUTO CAD、ANSYS、FLAC3D等计算机软件,充分运用各软件的特点,建立合理的数值计算模型。针对十个典型断面,从渠道治理前工况、渠道形成工况、渠道运行工况和防渗失效工况着手,分别研究了采空区基础的塑性区、应力以及垂直位移的分布云图和曲线图,从而对各个剖面采空区引起的地表沉陷规律做出相应的稳定性评价意见。   研究结果表明:科学的理论分析、完善的观测资料以及准确的数值模拟,可以反映出采空区地基的变化规律,并且可以为采空区地基处理提供可靠依据。
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