【摘 要】
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煤层采出后形成采空区,而采空区的长期存在将始终面临稳定性问题,从开采到停采后漫长时间内由采空区失稳引发的地表塌陷层出不穷。随着城市用地不断外扩,采空区场地开始转化作为建筑用地,但面临诸多问题。目前对煤矿采空区认识尚且不足,而且缺乏有效的场地稳定性评价方法。尝试以电阻率为切入点深入认识煤矿采空区。推导非饱和岩石电阻率公式及受压岩石体积应变与电阻率关系式,提出基于电阻率的损伤变量计算方法以描述覆岩损伤
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煤层采出后形成采空区,而采空区的长期存在将始终面临稳定性问题,从开采到停采后漫长时间内由采空区失稳引发的地表塌陷层出不穷。随着城市用地不断外扩,采空区场地开始转化作为建筑用地,但面临诸多问题。目前对煤矿采空区认识尚且不足,而且缺乏有效的场地稳定性评价方法。尝试以电阻率为切入点深入认识煤矿采空区。推导非饱和岩石电阻率公式及受压岩石体积应变与电阻率关系式,提出基于电阻率的损伤变量计算方法以描述覆岩损伤演化;采用Res2d对采空区及岩体结构面进行电阻率正演与反演;依据三带电阻率特征提出基于电阻率探测、理论公式与钻孔揭露的点面结合的方法确定三带高度;明确电阻率与渗透性关系,引出渗透率比描述覆岩渗透变异性;依据损伤力学、电阻率和波速相关性验证采用电阻率计算岩体力学参数的合理性,结合RFPA数值试验与物理试验建立电阻率与力学参数的量化关系;结合岩体波速分级初步探讨依据电阻率判定覆岩岩性的可行性。将以上研究内容应用到鹤壁某煤矿采空区,采用FLAC3D模拟覆岩运移,将概率积分法、In SAR监测、地表变形观测结果作为验证,据此对场地稳定性进行评价,综合得出采空区场地稳定。本文研究将为采空区工程地质认识与场地稳定性评价提供理论与技术参考。
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