采空區(qū)上覆圍巖關(guān)鍵塊體識(shí)別及穩(wěn)定性研究.pdf

1、塊體理論是近年來發(fā)展和完善起來的一種巖體工程穩(wěn)定性分析研究方法，其研究方法已經(jīng)較為成熟，各種分析方法也均有較大進(jìn)展。但是對(duì)于地下洞室來說，由于其特殊的地質(zhì)環(huán)境及受限的研究區(qū)域，塊體理論在這方面的研究就顯得較為單薄。 本文以山西省陽(yáng)泉市平定縣西溝新村擬建住宅樓區(qū)地下采空區(qū)為工程背景，在充分調(diào)查其工程地質(zhì)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，通過基于塊體理論基本原理編制的3D-Unwedge程序?qū)υ摬煽諈^(qū)上覆圍巖進(jìn)行了關(guān)鍵塊體識(shí)別并分析及評(píng)價(jià)了其穩(wěn)定性。本

2、次通過工程地質(zhì)現(xiàn)狀調(diào)查共收集6組優(yōu)勢(shì)結(jié)構(gòu)面，其強(qiáng)度參數(shù)的選取是根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)的結(jié)果，通過工程經(jīng)驗(yàn)類比，采用強(qiáng)度折減的方式來考慮基建加載附加應(yīng)力產(chǎn)生的影響以及地下水的影響。通過3D-Unwedge程序的計(jì)算分析，共識(shí)別出26個(gè)關(guān)鍵塊體，其中7號(hào)關(guān)鍵塊體滑動(dòng)方式為直接垮落，安全系數(shù)為0，但其體積及重量較小，失穩(wěn)影響區(qū)域小，不會(huì)對(duì)采空區(qū)上覆圍巖的整體穩(wěn)定性產(chǎn)生影響或影響很小。其余關(guān)鍵塊體不論其滑動(dòng)方式如何，其安全系數(shù)均大于設(shè)計(jì)安全系數(shù)1.5，屬

3、于穩(wěn)定性塊體。由于考慮該采空區(qū)已充填，巷道壁處于非臨空狀態(tài)，故本次只考慮在巷道頂部生成的關(guān)鍵塊體，未考慮邊幫產(chǎn)生的關(guān)鍵塊體。 本文還進(jìn)一步采用了非線性大變形數(shù)值分析方法FLAC3D軟件對(duì)建筑場(chǎng)地采空區(qū)覆巖進(jìn)行了應(yīng)力、變形分析。本次分析分基建加載前狀態(tài)和基建加載狀態(tài)兩個(gè)狀態(tài)進(jìn)行，通過數(shù)值模擬計(jì)算，得出了地表基建前和基建后的采空區(qū)及其上覆巖土層的應(yīng)力場(chǎng)和位移場(chǎng)。通過兩種狀態(tài)下應(yīng)力場(chǎng)分析結(jié)果的對(duì)比，得出基建加載對(duì)采空區(qū)上覆圍巖應(yīng)力場(chǎng)基