目錄
第1章 緒論 1
1.1 采空區(qū)的概念 2
1.2 采空區(qū)的形成 2
1.3 采空區(qū)的三帶劃分 3
1.3.1 冒落帶 4
1.3.2 裂隙帶 4
1.3.3 彎曲帶 4
1.4 采空區(qū)的危害 5
1.4.1 采空區(qū)的危害的表現(xiàn)形式 5
1.4.2 采空區(qū)對公路的危害 7
1.4.3 采空區(qū)對公路危害程度的評價 8
1.5 工程概況 9
1.5.1 交通概況 9
1.5.2 地形地貌 9
1.5.3 氣象條件 9
1.5.4 水文條件 10
1.5.5 地質(zhì)構(gòu)造及地層巖性 10
1.5.6 煤礦開采情況 12
參考文獻 13
第2章 基于綜合無損探測的采空區(qū)探測技術(shù) 15
2.1 采空區(qū)探測技術(shù)研究進展 16
2.2 采空區(qū)勘探原則 17
2.3 物探方法簡介 18
2.3.1 電法勘探 18
2.3.2 地震法勘探 19
2.3.3 電磁法勘探 19
2.3.4 地球物理測井 20
2.3.5 放射性法勘探 21
2.3.6 微重力法勘探 21
2.3.7 各種物探方法的使用條件及特點 21
2.4 高密度電阻率法探測采空區(qū) 22
2.4.1 商密度電阻率法基本原理 22
2.4.2 電極排列方式 23
2.4.3 三種裝置的適應條件與聯(lián)系 23
2.4.4 高密度電阻率法的特點 23
2.4.5 高密度電阻率法探測的應用 21
2.5 瞬態(tài)瑞利波法探測采空區(qū) 20
2.5.1 瞬態(tài)瑞利波法探測采空區(qū)的研究進展 25
2.5.2 瑞利波的傳播特性 26
2.5.3 瞬態(tài)瑞利波法的探測結(jié)果 27
2.6 公路下伏采空區(qū)瞬態(tài)瑞利波傳播數(shù)值模擬 30
2.6.1 瞬態(tài)瑞利波傳播正演模擬研究進展 30
2.6.2 瑞利波在不同類型采空區(qū)中的傳播正演數(shù)值模擬 31
2.6.3 工程應用 45
參考文獻 46
第3章 下伏采空區(qū)路基穩(wěn)定性 19
3.1 采空區(qū)穩(wěn)定性評價研究進展 50
3.1.1 預測法 50
3.1.2 解析法 51
3.1.3 數(shù)值模擬法 51
3.2 基于采空區(qū)活躍期的路基沉降變形數(shù)值分析 52
3.2.1 有限元模型建立 53
3.2.2 本構(gòu)模型 54
3.2.3 材料參數(shù) 56
3.2.4 邊界條件 58
3.2.5 計算工況 58
3.2.6 計算結(jié)果分析 59
3.3 下伏采空區(qū)道路路基沉降預測模型 66
3.3.1 沉降預測棋型優(yōu)選 66
3.3.2 建立預測模型 68
3.3.3 修正后的預測模型驗證 70
3.4 交通荷載作用下采空區(qū)道路路基沉降分析 73
3.4.1 采空區(qū)路基沉降有限元模型 74
3.4.2 計算工況 78
3.4.3 計算結(jié)果分析 78
參考文獻 87
第4章 基于相互作用的采空區(qū)綜合處治技術(shù) 89
4.1 采空區(qū)的探測與分類 90
4.1.1 采空區(qū)的探測 90
4.1.2 下伏采空區(qū)的分類 92
4.2 強夯法 94
4.2.1 強夯法原理 94
4.2.2 強夯法施工流程 95
4.2.3 采空區(qū)位置確定 90
4.2.4 強夯方案設計 96
4.2.5 施工要點 96
4.3 注漿法 97
4.3.1 注漿處理方法 97
4.3.2 注漿材料的選擇 98
4.3.3 注漿充填工藝流程 98
4.3.4 注漿方案設計 98
4.3.5 鉆孔 100
4.3.6 注漿技術(shù)條件要求 100
4.3.7 注漿操作 101
4.3.8 注漿充填參數(shù)的確定 101
4.4 綜合治理 102
參考文獻 104
第5章 基于協(xié)同作用的采空區(qū)道路修筑技術(shù) 107
5.1 國內(nèi)外研究進展 108
5.1.1 開采沉陷預測理論 108
5.1.2 采空區(qū)與公路相互作用機理 108
5.1.3 采空區(qū)地基治理與公路抗變形結(jié)構(gòu) 109
5.1.4 級配碎石過渡路面結(jié)構(gòu) 109
5.2 基于下伏采空區(qū)沉降的過渡性路面結(jié)構(gòu) 112
5.2.1 影響采空區(qū)路基穩(wěn)定的因素 112
5.2.2 沉降理論 113
5.2.3 過渡路面結(jié)構(gòu) 115
5.2.4 地層劃分與幾何模型的建立 116
5.2.5 本構(gòu)模型與材料參數(shù)的選取 117
5.2.6 四種不同路面結(jié)構(gòu)的不均勻沉降分析 120
5.3 交通荷載對路面結(jié)構(gòu)的影響分析 121
5.3.1 采空區(qū)上方公路結(jié)構(gòu)在標準軸載作用下的響應分析 121
5.3.2 計算結(jié)果與分析 122
5.3.3 四種路面結(jié)構(gòu)在交通荷載作用下的彎沉和應力的對比分析 125
5.4 采空區(qū)位置對路基沉降的影響分析 126
5.4.1 采空區(qū)臨界安全區(qū)域的確定 126
5.4.2 采空區(qū)處于不同深度時的路基沉降分析 127
5.4.3 采空區(qū)處于不同橫向位置時的路基沉降分析 132
參考文獻 135
第6章 采空區(qū)黃土邊坡處治技術(shù) 137
6.1 國內(nèi)外研究進展 138
6.1.1 黃土的非線性本構(gòu)模型 138
6.1.2 黃土土性參數(shù)的不確定性與黃土邊坡系統(tǒng)的非線性特征 139
6.1.3 黃土邊坡的破壞機理 139
6.1.4 黃土邊坡穩(wěn)定性分析理論和方法 139
6.2 工程概況 141
6.2.1 邊坡地質(zhì)條件 141
6.2.2 高邊坡特征 142
6.3 高邊坡穩(wěn)定性分析計算 144
6.3.1 地質(zhì)分析法 145
6.3.2 邊坡穩(wěn)定的通用算法分析 145
6.3.3 邊坡穩(wěn)定的數(shù)值計算分析 148
6.4 高邊坡主動防護技術(shù) 150
6.4.1 黃土狀粉質(zhì)黏土邊坡卞動防護 151
6.4.2 卵石及強風化泥巖邊坡主動防護 152
參考文獻 154
第7章 下伏采空區(qū)路基沉降監(jiān)測技術(shù) 157
7.1 國內(nèi)外研究進展 158
7.1.1 下伏采空區(qū)路基變形監(jiān)測 158
7.1.2 路基沉降監(jiān)測與預測 159
7.2 工程實例 160
7.2.1 工程概況 160
7.2.2 公路路基處理 160
7.3 采空區(qū)公路變形特征與監(jiān)測 162
7.3.1 路基變形機理與特征 162
7.3.2 采空區(qū)公路變形監(jiān)測方案 163
7.3.3 應用實例 166
7.4 采空區(qū)路基沉降監(jiān)測結(jié)果分析 167
7.4.1 沉降曲線 167
7.4.2 基于實測數(shù)據(jù)的采空區(qū)穩(wěn)定性評價 168
7.5 采空區(qū)路基沉降預測與評估 168
7.5.1 灰色預測模型 168
7.5.2 預測結(jié)果與評估 170
參考文獻 170