采空區(qū)大型工業(yè)建筑關(guān)鍵理論與應(yīng)用研究.pdf

1、煤炭是我國(guó)主要能源之一，多年的開采在全國(guó)各地形成了很多大范圍、大規(guī)模的采空區(qū)。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，土地資源越來越寶貴，同時(shí)由于采礦企業(yè)生產(chǎn)轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展的要求，許多工業(yè)與民用建筑工程、交通運(yùn)輸工程需要建設(shè)在新、老采空區(qū)內(nèi)。但是，地表附加荷載導(dǎo)致采空區(qū)“活化”或加大、加速變形，從而危害所建工程。目前，國(guó)內(nèi)外還缺少對(duì)此方面的系統(tǒng)理論研究和工程實(shí)踐。因此，開展采空區(qū)綜合治理和工程應(yīng)用技術(shù)的研究顯得尤為重要，具有現(xiàn)實(shí)意義。本文系統(tǒng)研究采空

2、區(qū)的破壞規(guī)律及地表移動(dòng)特征，對(duì)采空區(qū)穩(wěn)定性進(jìn)行了非線性有限元分析，結(jié)合工程實(shí)踐，形成了在采空區(qū)上建設(shè)大型工業(yè)建筑的綜合地基治理技術(shù)。 在采空區(qū)上建設(shè)大型水泥工業(yè)建筑是一個(gè)全新的課題，其難度在于：該項(xiàng)目建（構(gòu)）筑物荷載大，既有靜載又有動(dòng)載；工程對(duì)沉降敏感，不均勻沉降要求≤10mm/60m；地質(zhì)條件復(fù)雜，擬建場(chǎng)地采空區(qū)跨越年代久遠(yuǎn)，頂板覆巖為風(fēng)化軟巖，性狀和構(gòu)造多樣；工程選址超出了規(guī)范的相關(guān)技術(shù)規(guī)定，沒有可以借鑒的經(jīng)驗(yàn)；在采空區(qū)上建

3、設(shè)2500噸/日大型水泥工業(yè)建筑在國(guó)內(nèi)尚無先例，國(guó)外也無相關(guān)報(bào)道。針對(duì)該工程建設(shè)場(chǎng)地特點(diǎn)和工程特性，本文進(jìn)行了以下研究工作：1.綜合運(yùn)用鉆探、物探和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試等國(guó)內(nèi)外多項(xiàng)新技術(shù)，對(duì)采空區(qū)賦存條件、覆巖層的工程性質(zhì)、冒落堆積體空化程度和采空區(qū)穩(wěn)定性進(jìn)行科學(xué)評(píng)價(jià)；2.優(yōu)化采空區(qū)治理方案，通過試驗(yàn)研究不同地段全充填或半充填注漿并加固，采用一種新型地基計(jì)算模型計(jì)算后，對(duì)地基進(jìn)行了半充填注漿加固；3.為確保治理效果，本課題進(jìn)行了注漿試驗(yàn)、成孔鉆進(jìn)與

4、巖芯試驗(yàn)、壓水試驗(yàn)、彈性波速檢測(cè)、結(jié)石體單軸抗壓強(qiáng)度與彈性模量測(cè)試等研究，建議采用壓水試驗(yàn)結(jié)果評(píng)價(jià)采空區(qū)處理效果的工程檢驗(yàn)指標(biāo)；4.采空區(qū)加固采用新型CF粒狀混合漿材，對(duì)粉煤灰和水泥混合漿液的物理性質(zhì)和結(jié)石體力學(xué)特征進(jìn)行了系統(tǒng)研究，篩選出了適用于采空區(qū)的配比。 采空區(qū)地基經(jīng)注漿處理后，在工程施工和使用階段，觀測(cè)建筑物沉降，分析沉降過程、沉降幅度，掌握沉降規(guī)律，為該生產(chǎn)線的安全運(yùn)行提供科學(xué)依據(jù)。 本研究結(jié)合工程實(shí)踐，解決了