采空區(qū)隧道圍巖穩(wěn)定性分析及治理

1 緒論 001
1.1　采空區(qū)形成與特征 002
1.1.1　采空區(qū)概念及特征 002
1.1.2　采空區(qū)分類 003
1.2　研究背景及意義 007
1.3　采空區(qū)穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀 008
1.3.1　理論研究現(xiàn)狀 008
1.3.2　實(shí)驗(yàn)分析研究現(xiàn)狀 012
1.3.3　數(shù)值分析研究現(xiàn)狀 015
1.4　本書內(nèi)容與意義 017
1.4.1　本書內(nèi)容 017
1.4.2　意義 018
2　工程地質(zhì)條件 019
2.1　自然地理?xiàng)l件 020
2.1.1　地理位置 020
2.1.2　氣象特征此圖次數(shù) 020
2.1.3　水文特征 022
2.1.4　土壤植被特征 023
2.2　工程地質(zhì)條件 023
2.2.1　地形地貌 023
2.2.2　地層巖性 025
2.2.3　圍巖分級(jí) 030
2.2.4　進(jìn)出口場(chǎng)地穩(wěn)定性 031
2.3　基于沉降監(jiān)測(cè)的殘余變形規(guī)律 032
2.3.1　SBAS-InSAR 技術(shù) 032
2.3.2　數(shù)據(jù)處理 038
2.3.3　處理結(jié)果 041
2.4　煤層及采空區(qū) 045
2.5　地質(zhì)構(gòu)造 047
2.6　地震 048
2.7　水文地質(zhì) 049
3　多層采空區(qū)殘余變形機(jī)理 052
3.1　基于概率積分法的殘余變形理論模型 053
3.1.1　修正的概率積分法模型 053
3.1.2　地表殘余變形時(shí)序預(yù)測(cè)模型 055
3.1.3　計(jì)算參數(shù)選定 055
3.1.4　地表殘余變形預(yù)測(cè) 057
3.1.5　采空區(qū)殘余變形規(guī)律及對(duì)隧道圍巖穩(wěn)定性影響機(jī)制分析 059
3.2　殘余變形機(jī)理 063
3.2.1　巖石單軸壓縮實(shí)驗(yàn) 064
3.2.2　破碎巖體壓實(shí)實(shí)驗(yàn) 072
3.2.3　數(shù)值仿真分析 105
3.3　本章小結(jié) 143
4　采空區(qū)層位對(duì)隧道圍巖穩(wěn)定性的影響 146
4.1　殘余變形對(duì)不同豎向位置隧道圍巖穩(wěn)定性的影響 147
4.1.1　構(gòu)建模型 147
4.1.2　殘余變形作用下不同豎向位置隧道圍巖穩(wěn)定性分析 149
4.2　殘余變形對(duì)不同交叉形式隧道圍巖穩(wěn)定性的影響 155
4.2.1　構(gòu)建模型 155
4.2.2　殘余變形作用下不同交叉方向隧道圍巖的穩(wěn)定性分析 156
4.3　殘余變形對(duì)不同水平位置隧道圍巖穩(wěn)定性的影響 159
4.3.1　構(gòu)建模型 159
4.3.2　殘余變形作用下不同水平位置隧道圍巖的穩(wěn)定性分析 160
4.4　本章小結(jié) 165
5　采空區(qū)注漿減沉優(yōu)化技術(shù) 167
5.1　工作面頂板上覆巖層厚度對(duì)注漿減沉效果的影響 168
5.1.1　研究思路 168
5.1.2　計(jì)算模型 168
5.1.3　注漿結(jié)石體變形參數(shù) 169
5.1.4　注漿減沉效果分析 172
5.2　注漿時(shí)機(jī)的減沉機(jī)制 181
5.2.1　研究思路 181
5.2.2　計(jì)算模型與參數(shù) 181
5.2.3　不同注漿時(shí)機(jī)減沉規(guī)律 182
5.3　采空區(qū)注漿后隧道穩(wěn)定性評(píng)價(jià) 186
5.3.1　圍巖塑性區(qū)演化規(guī)律 187
5.3.2　隧道襯砌變形分析 187
5.3.3　隧道襯砌應(yīng)力分析 190
5.4　本章小結(jié) 197
6　殘余變形對(duì)隧道圍巖穩(wěn)定性影響及評(píng)價(jià) 199
6.1　研究思路 200
6.2　建立隧道數(shù)值模型 200
6.2.1　隧道圍巖高精度計(jì)算模型確定 200
6.2.2　隧道結(jié)構(gòu)建模 201
6.3　施工過程隧道及圍巖穩(wěn)定性分析 202
6.3.1　數(shù)值計(jì)算過程 202
6.3.2　圍巖塑性區(qū)分析 203
6.3.3　圍巖豎向變形分析 203
6.3.4　圍巖水平變形分析 205
6.3.5　初期支護(hù)應(yīng)力分析 207
6.3.6　初期支護(hù)變形分析 208
6.3.7　二次襯砌應(yīng)力分析 209
6.3.8　二次襯砌變形分析 210
6.4　殘余變形作用下隧道穩(wěn)定性評(píng)價(jià) 211
6.4.1　計(jì)算殘余變形作用下隧道圍巖位移場(chǎng) 211
6.4.2　殘余變形對(duì)隧道襯砌結(jié)構(gòu)的影響 213
6.4.3　隧道塑性區(qū)分析 214
6.4.4　隧道圍巖變形分析 215
6.4.5　隧道襯砌應(yīng)力分析 224
6.5　本章小結(jié) 233
7　采空區(qū)隧道治理與支護(hù)技術(shù) 235
7.1　采空區(qū)治理技術(shù) 236
7.1.1　采空區(qū)治理方法 236
7.1.2　采空區(qū)治理方法的選擇 240
7.1.3　采空區(qū)注漿技術(shù) 241
7.2　采空區(qū)隧道設(shè)計(jì) 258
7.2.1　隧道內(nèi)輪廓擴(kuò)大設(shè)計(jì) 258
7.2.2　隧道襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 263
7.2.3　洞口設(shè)計(jì) 266
7.2.4　防排水設(shè)計(jì) 267
7.2.5　沉降縫及柔性功能層設(shè)計(jì) 269
7.2.6　瓦斯防治措施 276
7.2.7　施工組織設(shè)計(jì) 280
7.2.8　監(jiān)控量測(cè)與超前地質(zhì)預(yù)報(bào) 284
參考文獻(xiàn) 287