地下采空区对高填路堤边坡稳定的影响
煤矿采空区对公路路基稳定性影响分析
煤矿采空区对公路路基稳定性影响分析通过对煤矿采空区地表移动变形特征的分析，并对高速公路路基与煤矿采空区相互作用规律的研究，可以发现采空区的地表移动变形对公路路基的影响作用和机理，并通过对作用机理的分析得出了路基所受地基反力分布規律。
根据其反力的分布规律，可以提出采空区路基稳定性。
标签：采空区；路基；稳定性分析1 引言为了进一步研究在西南山区采空区对路基稳定性的影响，本文通过应用二级模糊综合评判的理论知识，以重庆南万高速公路为例，分析了煤矿采空区对公路路基移动与变形的影响，对采空区公路路基反力的分布规律进行了研究。
2 公路路基移动与变形的影响2.1 公路路堤附加荷载的作用公路路堤附加荷载一般与路堤填筑高度成正比，路堤填筑高度越高，对地表的附加荷载越大。
另外，公路路堤附加荷载也与填筑材料和车辆的运行有关。
公路路堤附加荷载随着路堤填筑高度而增大，且与车辆运行情况和填筑材料也有关。
据文献表明，煤矿采空区地表的水平位移和沉降量与公路路堤荷载成正比，如图1所示。
因此，公路路堤附加荷载越大，受煤矿采空区的影响也就越大。
图1 不同路堤荷载时的地基移动和变形曲线2.2 采空区地表横向水平移动对路基影响采煤沉陷在垂直方向上下沉的同时水平面上也会有位移产生，且横向水平位移与路线方向垂直，这会改变路线的方向。
相关文献资料也表明：公路路基会随着煤矿采空区地表横向水平位移一起横向位移。
但是，通常公路路基的横向位移是连续的、大范围的、渐变的且横向移动量较小、车辆行驶灵活机动，所以，煤矿采空区地表横向水平位移对公路路基的影响较小。
3 煤矿采空区公路路基反力的分布规律3.1 煤矿采空区公路路基反力的传统计算方法传统的煤矿采空区公路路基反力的计算中，假设煤矿采空区路基所受的反力和路基中线是对称分布的，公路路基位于正曲率区（受拉区）的，路基中心反力最大，位于负曲率区（受压区）的，两端的反力最大。
计算公式如下所示：式中：u0-公路路基所受的最大反力；L0-公路路基宽度，x为距路基边缘的距离。
边坡高填方路基下伏多层采空区稳定性数值模拟评价
high backfill embankment goafs
岩土体 名称
弹性模 量 /MPa
泊 松 比
密度 / 粘聚力 / 内摩擦 抗拉强 kg·m - 3 M Pa 角 / ( °) 度 /MPa
素填土
428 0. 29 1950 0. 09
1 引 言
我国矿产资源丰富 ,但资源开采后所留下的采 空区往往给工程建设留下隐患 。采空区问题作为公 路建设的不良地质问题已越来越突出 [ 1～3 ] 。高速公
路路基下伏采空塌陷区的存在 ,打破了原有的应力 平衡 ,使得上覆岩层冒落 、塌陷 ,自下而上形成冒落 带 、裂隙带和整体移动带 (弯曲带 ) ,在地表形成沉 降盆地 ,并产生裂缝 、裂隙等 ,对高速公路的路基路 面产生不可忽视的破坏作用和潜在危害 [ 4～9 ] 。如不 对采空区进行加固处理就可能引起采空区地表沉
3 计算模型及参数
2 采空区概况
国家某重点公路所经路段位于华南褶皱系与东 南沿海褶皱系交接地带 ,褶皱断裂发育 ,岩浆活动频 繁 ,地质条件复杂 ,矿产资源丰富 ,因此不可避免地 穿越一些矿床采空区 。矿区采矿工艺以巷道长壁 式 、仓房式炮采为主 ,工作面宽度 1. 5 ～3m ,平均回 采率 40%左右 ,回采后撤出 ,顶板任其自由垮落 ,同 一剖面存在多层开采现象 ,各细部开采范围无规律 。
根据地质资料显示 ,在自然边坡处 ,天然应力场 以重力场为主 ,构造应力场对自然边坡影响很 小 [ 13 ] 。因此 ,所有模型的边界条件选取节点位移约 束的形式 ,即所有模型的左右边界选取 X 方向位移 的约束 ,前后边界选取 Y方向约束 ,底部边界选取 Z 方向约束 。模型计算过程中 ,均采用摩尔 - 库伦屈 服条件的弹塑性本构方程 。
某矿山地下采空区对地表稳定性的影响研究
２１ ０ ２年 ９月
中 国 矿 业
ＣＨＩ ＮＡ Ｉ ＮＧ ＡＧＡＺＩ Ｍ ＮＩ Ｍ ＮＥ
Ｖｏ ． １。Ｎｏ ９ 【２ ．
Ｓｅ ｐ． ２பைடு நூலகம்０１２
某矿 山地 下采 空 区对地 表 稳 定性 的影 响研 究
刘 永，张志军，贺桂成，丁德馨
（ 南华 大 学核 资 源 与 核 燃 料 工 程 学 院 ， 湖 南 衡 阳 ４ １ ０ ） ２ ０ １
值 线 等 图 ， 而 对 该 采 空 区 对 地 面 沉 降 的 影 响进 行 了 分 析研 究 。分 析结 果 表 明 ， 空 区顶 板 的 变 形 对 地 表 进 采
有 较显 著 的影 响 ， 须 立 即 进 行 处 理 。 文 中 最后 还提 出 了合 理 的采 空 区 处 理 措 施 ， 保 障后 续 开 采 工 作 顺 必 以 利 、 全地进行 。 安 关 键 词 ：采 空 区 ；Ｆ ＡＣ ；数 值 模 拟 Ｌ 中 图 分 类 号 ：ＴＤ ０ ８３ 文 献 标 识 码 ：Ｂ 文章 编 号 ： １ ０ —０ ｌ ２ １ ） ９０ １ — ４ ０ ４４ ５ （ ０ ２ ０ — １ ８０
摘 要 ：矿 山地 下 采 空 区 的存 在 ， 给地 表 居 民带 来 巨 大 的安 全 隐患 。本 文 应 用 Ｆ Ｃ 数值 模 拟 软 件 Ｉ Ａ
建立 了 湖南 某 矿 山地 下 采 空 区模 型 ， 行 了 数 值 模 拟 计 算 ， 采 用 自编 接 口程 序 ， 制 了模 型 剖 面 位 移 等 进 并 绘
（ ｈｏ ｆ Ｎｕｃｅ ｒＲｅｓ ｕｒ ｅ ｎ ｕ ｌａｒＦｕ ｌＥｎｇｉｅ ｒｎｇ， Ｕ ｎｉｅ ｓｔ ｏｕ ｈ Ｃｈｉ Ｓｃ ｏｌｏ ｌａ ｏ ｃ ｓ ａ ｄ Ｎ ｃ ｅ ｅ ｎｅｉ ｖ ｒ ｉｙ ｏｆＳ ｔ ｎａ，
高填石路堤边坡稳定性影响因素有限元分析
ｒ ｔｎ ｃａ
（ｔ） 寺 Ｊ ａ
目前 ， 对于如何在有限元计算 中判 断路堤边坡 失稳 的临界状 态， 判断标准并不统一 ， 文 中的评价 标准 主要是 采用 数值计 算 本
的不收敛性 。
擦角对 高填石路堤 稳定 性 、 动面形 式 、 置 的影 响。在此 基础 ２ 有 限元 计算 模型 滑 位 本文 以十天高速公路 Ａ － Ｃ３ ４标高填石路 堤为研究对 象 ， 取实 际高填石路堤尺 寸 ， 立有 限元模 型 ， 建 高填石 路堤 填料 和地基 土 体均采用 ＭｏｒＣ ｕｏ ｈ．ｏｌ ｍｂ材料模 型进行 分析 ， 材料参数通过 大型三
泊松比 ０３ ．
０２ ．５
粘聚 内摩擦 剪胀角 力 ｃｋ ａ 角 ／ Ｐ ／ 。 （） （） 。 １ ０
２ｏ ０
弹性模 量 Ｅ ｋａ ／Ｐ ７ ０ ８０ ０
５ ０ｏ ０ ｏ ｏ
密度 ｓｃ ／ｍ ２１ ．
１８ ．２
０ ０ ２５ ， ．２ ，．６ ， 数值 大小上 可 以看 出， ．２ ６ ０ １３７ ０ ３９８ 从 粘聚 力变 化
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ａｃ ｏ ｄ ｎ ｎ — ｅ ｒｗ ｒ ｘ ｅ ｅ ｃ ｎ ｈ ｏ ｅｉ ｎ ｗｌｄ ｅ，ｔ ｅｐ ｐ ｒａ ａｙ ｅ ｏ ｃｏ ｓ ｗ ｉ ｈ ｉｆｕ ｎ ｅ ｔ ｅ ｓ ｂ ｒ ｄ ｏ ｃ ｒｉ ｇ ｔ ｍａ ｙ ｙ ａ ｏ ｋ ｅ ｐ ｒ ｎ ｅ ａ ｄ ｔ ｅ ｒ ｔ ｋ ｏ ｅ ｇ ｏ ｉ ｃ ｈ ａ ｅ ｎ ｌｚ ｓｓ ｍｅ ｆ ｔ ｒ ｈ ｃ ｎ ｅ ｃ ｕ ｇａ ｅｃ ｍ－ ａ ｌ ｈ ｐ ｃｎ ｓ ，ｓ ｃ ｓｔ ｅｗａｅ ｏ ｔ ｎ ，ｔ ｅｃ ｍｐ ｃｉ ｎ ｍａ ｈ ｎ ｎ ｅ ｉｅ ｈ ｌ ｃ ｌ ｙ ｔｉ ｋ ｅ ｓ ｎ ｈ ｏ ａ ｔ ｇ ｗ ｙ ， ａ ｅ ｎ ｔ ｅ ｄ ａ ａ ｔ ｅ ｓ ｕ ｈ ａ ｈ ｔｒｃ ｎ ｅ ｔ ｈ ｏ ａ ｔ ｃ ｉ ｅ ａ ｄ ｄ ｖｃ ，ｔ ｅ ｓａ ｋｙ ｌ ｃ ｎ ｓ ，ａ ｄ ｔ ｅ ｃ ｍｐ ｃｉ ａ ｓ ｂ ｓ ｄ ｏ ｈ ｉ － ｏ ａ ｈ ｎ
论山区高速公路施工建设几个问题
论山区高速公路施工建设的几个问题摘要:本文主要阐述了山区高速公路建设的地质要求，同时，着重论述了山区高速公路的质量控制及施工建设中应注意的几个问题。
关键词: 山区高速公路；施工建设；问题山区高速公路的质量控制和普通的公路有所不同，所以在工程建设之初要对山区高速公路建设地质、山区高速公路的质量控制做好探讨和规划。
高速公路的修建必然要改变山区原有的自然环境和生态环境，其较之于平原地区高速公路建设尤甚。
因而在工程建设之初就要对山区高速公路建设地质、山区高速公路的质量控制做好探讨和规划。
否则必然会引发一系列包括水土流失在内的环境问题，严重的将引发环境灾害，如滑坡、崩塌、泥石流等等，给当地造成巨大的人员伤亡和财产损失。
这样就违背了建设的初衷，这在只重建设不顾环保的过去时有发生、教训极为惨痛。
要预防这些问题的发生必须根据工程的特点在建设之初预见到工程建设可能引发的环境问题，所以山区高速公路的质量控制显得尤为重要，一、山区高速公路的工程技术特点1、地形起伏大，高填深挖地段多。
2、地质、水文、气候条件复杂, 地质灾害多发。
3、弯、坡、斜桥和高架桥梁众多，长大隧道明显增多。
4、防护工程量大，型式多，高边坡防护需要综合采用多项防护技术。
5、公路长、大纵坡较多，平面半径偏小，整体线形指标较低。
6、环保问题突出。
二、山区高速公路施工技术山区要建设一条兼顾交通、环保、生态等方面要求的高标准的山区高速公路，应该重视和加强地质工作。
地质工作应贯穿于设计、施工和运营的全过程。
对地质现象和规律的认识（岩土工程勘察工作）是由面到线、由线到点、由表及里、由粗到细、由宏观到微观，逐步深入的，根据不同阶段应采取不同的方法和手段。
1 勘察设计阶段地质条件是客观存在的，山区高速公路在自然地质环境中穿行，并对地质环境进行改造，应该认识地质规律，尊重地质规律，在设计中充分考虑地质因素，遵循地质原则，从源头上尽量减少山区高速公路对自然环境的破坏，并且为施工和运营提供良好的条件。
山区高填路堤施工常见问题浅析
山区高填路堤施工常见问题浅析柴寅博中交一公局六公司思遵高速SZTJ-6合同段摘要：贵州地区，由于地势起伏较大，高填路基较多，施工工作面狭窄，原地表地质情况较差，路基工程质量控制难度较大。
选取适合的路基施工工艺不但可以保证山区高填路基的工程质量，而且可以方便施工，降低施工组织难度，减小工程投入。
关键词：贵州山区高填路堤陡坡路基抛石挤淤砂砾垫层重锤夯实强夯满夯土工格栅监控伴随着全国高速公路网的逐步完善，高速公路市场也在逐步缩小，市场重心向西南山区偏移已成趋势，山区施工的技术与经验对于各个项目的重要性不言而喻。
我项目借助在贵州地区施工的优势，对山区高填路基施工的相关问题进行了分析、总结。
由于路基工程病害与地形地貌及地质条件密切相关，山区高填路堤是一种特殊的工程案例，也是黔北高原北部丘陵与中低山交错地区常见的工程对象，其经常为路基滑移、不均匀沉降、水毁和施工效率低等多种不利因素所困扰，工程质量控制和施工成本控制颇为棘手。
为实现安全、经济、耐久、环保、适用等工程目标，本文对贵州地区高填方路基施工过程中比较有代表性的问题进行了深入分析与总结。
1、山区高填路堤的工程特点及常见施工问题贵州地处黔北高原，地形属中低山、丘陵地形，丘陵与中低山交错，以丘陵为主，山高沟深，受新华夏系干扰，构造线大部分程南北向、北东向，褶皱相伴着断裂，构造形迹复杂。
地质情况为上覆较厚碎石、砂土，下部碎屑岩地层坡度较大且风化强烈，富含水分，地层间摩擦力较小，施工过程中易诱发上覆土体延其软弱面滑动，形成滑塌。
海拔高程在540.461～923.768米之间，最大高差383.3米，路基施工过程中大填大挖较多，工程质量控制难度较大。
山区高填路堤常见施工问题主要表现在以下几个方面：1.1、路堤稳定性控制难度较大我项目路基原地面地势起起伏伏，相对高差大，部分路基填筑高度较大，陡坡路堤较多，基底地质情况较差，路基稳定性控制难度较大。
1.2、路基压实困难由于路基填筑高度大，工期紧，自然沉降时间短，路基整地压实度不易控制。
地下水对机场高填方边坡稳定性的影响
地下水对岩质边坡的影响
01
边界条件。边坡底部采用全约束，左右两边边界 ｘ方向固定约束，其余边界无约束（即自由边
界）。边坡底部为不透水边界，右边界透水。
模拟 条件
02
初始条件。在所有边界上不施加任何外加荷载。 边坡初始应力只考虑地应力的影响。
03
水位变动模拟条件。水位变动的模拟以节理中孔 压变化的形式在模型中体现。
地下水对岩质边坡的影响
模拟 分析
01
应力分析
02
位移分析
03
渗流条件下流速、孔隙水压力分析
04
稳定性分析
地下水对岩质边坡的影响
应力 分析
不考虑渗流条件下，在坡脚与谷底形成应力集中带，相应 形成一个最大剪应力区，最大剪应力迹线由原来的直线变为近似 圆弧线。在坡顶和坡面靠近地表部位形成一个拉应力带。边坡附 近主应力明显发生偏转，特别在坡面处，主应力迹线基本与坡面 平行，最大主应力为０.３６ＭＰａ。当边坡内存在渗流时，渗流 －应力耦合作用改变了岩体内的初始应力状态，表现在加剧了主 应力的偏转，并且随着地下水位的不断升高，主应力迹线发生偏 转的范围逐渐增大，相应的最大主应力也增大。随着水位上升最 大主应力依次增大到０．４２、０．４３、０．４４、０．４６、 ０．４７ＭＰａ。
地下水对岩质边坡的影响
针对裂隙岩体边坡，采用ＵＤＥＣ离散单元法中水力全耦合分析模型，研究了 地下水位变化时，在渗流－应力耦合作用下，边坡应力、渗流变化的过程以及渗流作 用下边坡的位移分布和破坏形式。当考虑地下水影响时，边坡内渗流改变了原始的应 力状态，使主应力偏转发生的范围向岩体内部扩大。随着水位的上升，作用在岩体上 的孔隙水压力改变了岩体的结构，使边坡内节理张开度增大；岩体结构的改变反过来 又影响岩体的渗透性能。在渗流与应力耦合作用下，节理岩质边坡应力与渗流达到动 态平衡，当两者不能平衡时，岩体结构受到破坏，边坡失稳。边坡内水位的变动对其 稳定性有重大影响。
高速公路下伏采空区稳定性分析及治理措施
高速公路下伏采空区稳定性分析及治理措施摘要：采空区塌陷是矿区普遍存在的地质灾害，而如果在采空区上修筑高速公路，采空区的稳定情况对线路的安全就变得更加重要。
本文运用结构力学方法对采空区进行了稳定性评价，介绍了采空区治理措施，并结合国内外下伏采空区问题的研究现状，提出进一步研究方向。
关键词：采空区，公路，稳定性评价，治理措施中图分类号： x734文献标识码：a 文章编号：1 引言地下矿体资源采出后，采场上方岩土层乃至地表将会出现较大范围的采空区。
由于采空区已经削弱或破坏了上覆岩土层的稳定性，若在其上修筑公路或铁路，覆岩破坏部分还要发生再变形、再破坏过程，这就面临采空区塌陷导致的路基失稳与破坏问题。
因此，在了解覆岩破坏规律基础上，通过勘察采空区特征及分布情况，研究采空区稳定性的评价理论并制定合理的治理措施，是实际工作中必须解决的问题。
2 采空区特征2.1 采空区基本概念所谓采空区是指地下矿体采出后所留下的空间区域。
当矿体（如煤、金属矿石等）从地下被开采出来后，上覆岩体失去支撑而导致平衡破坏，应力重分布，以期达到新的平衡。
在此过程中，采空区上部岩体变形和移动会向上波及到地表，并形成地表移动盆地。
[1]2.2 采空区采动覆岩的“三带”划分（1）垂直分带，自下而上分别称为：冒落带、裂隙带、弯曲带。
（2）水平分带，从左往右分为1区、2区、3区，如图1。
3 采空区勘察由于年代久远、不规范的老采空区的存在以及矿区地质的复杂性，使我们琢磨不透研究区内采空区的特征及分布情况，这就使采空区的勘察工作变得非常重要。
采空区勘察主要包括三个步骤：调查、物探、钻探。
调查是通过现场的调查访问，初步了解开采区域煤层厚度范围和煤层倾角范围，查明研究区域的停采时间，开采方式和顶板管理方式。
物探主要是是根据对探测目标体的分析和现场探测环境限制，参考相应规范要求，采用高密度的电阻率映像法和高分辨率地震声纳法进行综合探测。
通过物探可以初步得到探测区采空区深度和分布情况，判断采空区的填充状态，推断采空区的高度。
下伏采空区对水库坝基稳定性和渗漏性的影响
下伏采空区对水库坝基稳定性和渗漏性的影响王玉涛【摘要】Combined with the engineering geological condition of Yan’an reservoir and a proposed goaf occurrence condition, on the basis of the analysis of the forms and the mechanism of destruction and deformation of goaf of room and pillar mining, the paper analyzes the influence of room and pillar goaf on the stability and leakage of the dam foundation of reservoir. The results of stability analysis show that the goaf is in an unstable state, under action of dam load, the goaf will b e “activated” and seriously impact the stability of dam foundation, sluicing culvert and other auxiliary structures. The results of leakage analysis results show that the goaf is a serious impact on the leakage of reservoir. When there is no destruction induced by arch caving and roof collapse at large area in the goaf, the leakage caused by the goaf is 1 671.9 m3/d, about 17.9% of the average annual runoff of reservoir watershed. When arch caving and roof collapse occur at large area in the goaf, the destruction induced by arch caving and roof collapse in the goaf will cause turbulent flow in dam foundation and at the two sides of the dam abutment, a step will occur at the contact zone of the collapse area and non-disturbed zone, at the direction perpendicular to the dam foundation axis, upstream and downstream through cracks or void will be formed, forming piping-induced destruc-tion and causing the instability of the dam body. In view of this, efficient control should be conducted for the dam foundation atthe goaf so as to ensure the safety of the construction project.%结合延安某拟建水库的工程地质条件及采空区赋存状况，在分析房柱式采空区变形破坏形式及机理的基础上，分析了房柱式采空区对拟建水库坝基的稳定性及渗漏性的影响。
高填陡坡路堤稳定性分析及处治方案
建成 ， 高速 公路 建 设 逐渐 向地 形 地 质 条件 复 杂 的 山 区延 伸， 超过 ５ ０ ｍ 的高 填 陡 坡 路 堤 逐渐 普 遍 ， 在 陡 坡 区进 行 这 种 大体 积填 方 加 载 ， 不仅容易产生沉降 ， 且 易 产 生 滑 动， 直接 影 响路 堤 自身 稳定 。本 文 以福 建 省 １ 阂北 某高 速
高填 陡坡 路堤稳定性分 析及处治方案
■ 潘建标
（ 福 建省 交通规 划设 计 院 ，福 州 ３ ５ ０ ０ ０ ４ ）
摘
要
福 建省 某 高速 公路 Ｋ １ ２ ９ ＋ ６ ０ ０紧急 制动 车道 ，路堤 填 方 中心 填 高 １ ０ ～
６ １ ｍ， 部分高填陡坡地段形成 ５ ２ ～８ ７ ｍ 高填方边坡 ， 具有横坡陡、 填方边坡 高度 大等特
点， 直接 影 响路 堤 整 体稳 定性 。本 文 对 填 方边 坡 稳 定性 、 应 力 应 变特 性 进行 了计 算 分 析， 总 结影 响边 坡 稳 定性 的 因素及 边坡 变形 特 征 ； 在 天 然陡 坡 上正 常填 筑路 堤 将 会 导 致路 堤 失稳 ， 岩 土分 界 处 出现应 力集 中现 象 ， 填 方边坡 将 沿 土石 分界 面产 生滑动 ， 从而 引发 上部 路基 滑 移 ， 形成 牵引式 滑坡 。填 方 边坡 采用 了清表 、 开挖 台阶 、 填石、 加 大吨位
能存 住如 下 工程地 质 问题 ： （ １ １路 堤 整 体 可 能 沿 原 覆 盖 层 及 土 石 交 界 面Fra bibliotek产 生 滑 移：
图 ３ 计 算 模￣ （ Ａ Ｋ ０ ＋ ２ １ ５横 断 面）
ｒ ．ｊ■ ■■ｌ － ＿＿ ＿
嚏囝鲤
、
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（） １
泥 岩 。粉砂 岩 为碎 屑 岩 ， 度 相 对 较 高 ， 岩 、 质 强 泥 砂 泥 岩是 矿物 沉积 而成 的 ， 强 度相 对较 低 ， 其 在岩 石结 构 力学 上 为 Ⅱ级 结构 面 ， 属软 弱结 构 面 ， 其粘 土 含量
高， 易风 化 、 膨胀 和 收缩 ， 外 力诱 发 下极 易产 生 层 在
层厚 １ ３ ～ ｍ。
【 收稿 日期 ］ ２ ｏ ０ ５—１ ２ ０— ７ ８ｌ
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呈里雪 …………………… ………… …
现 场调 查显 示 ， 在施 工 阶段 和竣工 通车 后 ， 郑少
高速公 路第 九标 段 Ｓ ４ Ｋ ２～Ｓ ４ Ｋ ３区 间发 现 路基 路 面
出现纵 向 开裂 的情 况 。该 路 段 路 堤 填 土 高 度 ２ ４～ ３ ｍ， ０ 路堤 边坡坡 度 在 １１５～１２之 间 ， ：． ： 浆砌 片石 护
＝
ｌ． Ｉ７
７ ．
丁 一
７ ．
丁 Ｉ ７ Ｉ （ ． ３ ） ｌ
一
岩、 硅质 灰岩 ， 岩层 为 陡倾 层状 。太 原组 底部 第一 层 灰岩 之 下 或 夹 层 中 为 Ａ 组 煤 层 ， 层 厚 度 一 般 约 煤
０５～ ｍ， ． ２ 产状较 陡， ４ 。 ５ 。 间。④奥 陶系， 为 ５ ～ ５之 主要 岩性 为灰 岩 ， 岩 为 巨厚 层状 ， 理发 育 ， 化 灰 节 风
式 中 ：。 ， 为第 一应 力 张量不 变量 （ ２ ；２ 第二 偏 式 ）Ｊ 为 应 力张 量不 变量 （ ３ ； ｋ 为材 料试 验常 数 。 式 ）ｐ、
Ｊ ｌ＝ ＋
一
＋
ｍ
（） ２
间错 动 。③石 炭 系 ， 主要 为太 原组 ， 岩性 主要 为砂 质
泥岩、 砂 岩 、 岩 、 质泥岩 、 质泥岩 、 土、 粉 泥 炭 铝 铝 灰
小 煤矿 开 采形成 的。采 空 区地 层 自上 而 下 可 分为 ４
层： ①第 四 系 ， 由粘 土 、 土 类 砾 石 和 回填 土 组 成 。 粘 ② 二叠 系 ， 主要 为 山西 组 ， 岩性 主要 为粉 砂 岩 、 质 砂
泥岩 、 泥岩 ， 层 为 陡 倾 层 状 。 山西 组 中下 部 为 Ｂ 岩 组二煤 层 为 主 采煤 层 ， 层 深 度一 般 约 为 ４ 煤 ０～ １０ 煤 层 厚 度 约 为 ５～９ 煤 层 产状 较 陡 ， ４ 。 ２ ｍ， ｍ， 为 ５
１ 分 析 模 型
为 了方便 分析 ， 下 采 空 区 对路 堤 稳 定 的影 响 地 问题 采用如 下假 设 ： ） 维 的地 下 采 空 区一 路 堤 系 １三 统 简化 为 二维平 面 应 变 问题 ； 地 下 采空 区假 定 是 ２）
水平 的 。
新 密 王庄煤 田的浅 部 边 缘 地带 ， 采 空 区 主 要是 由 其
应 用有限元方法 ， 析了某工程沿线地下煤窑采空 区对高填路堤边坡稳定 的影响 ， 分 论证 了影响路 堤边坡 失稳的主要因素 ， 给出了有无采空区的边坡稳定系数 ， 结果可用于指导该工 程路 堤边坡加
固。
关键词
道 路工程
高填路堤
地下煤窑
边坡稳定 系数
目前 ， 国内外针 对 高 速 公 路 下 伏 采空 区对 高 填 路堤边 坡 稳定影 响 的研 究 甚少 ， 本 限 于经 验 性 介 基 绍 。所 谓 采空 区是 指地 下矿 产被 采 出后 留下 的空洞 区 ， 体 被 采 出 后 ，自 顶 板 岩 层 向 上 形 成 “ 矿 三 带” —— 垮 落带 、 水裂 隙 带 和 弯 曲带 ， 自重 和 外 导 在 界环境 因素 的影 响 下 ， 表沉 陷 ， 生 连续或 非 连续 地 产 变形 ， 而引起 沿线 道 路 裂 缝 的 产生 和发 展 以及 边 进 坡失稳 等病 害 ， 道 路 安 全运 营 留下 很 大 隐 患 。基 给 于此 ， 分析 沿线 采空 区对 道路 边坡 稳定 性 的影 响 ， 不 仅可用 于 指导沿 线 采 空 区 的加 固 ， 还可 以为 高 速 公 路 的选 线 和设计 提 供 依 据 ， 而 避 免 因下 伏 采 空 区 从 的变形 、 陷等 引起 的道 路病 害 。 沉
～
考 虑 土体 、 岩石 材 料 的 弹塑 性 效 应 ， 土体 、 岩石 等材料 达 到破坏 后 ， 屈服采 用 Ｄ—Ｐ Ｄ ｋｒ ｒｇ （ ｍｃ ｅ —Ｐａ—
ｅ） ｒ 准则 ， 如下 ：
一
５ 。 间。采 空 区围岩 主要 为粉 砂 岩 、 质 泥 岩和 ５之 砂
ｐ ｌ ／ ＝ｋ ， ＋￣ ｆ
地下采空 区一路堤 系统分析 模型简 图参见 图 １ 。
／ ＼
／
地面 ／
采 空 区
路堤
＼
＼
一
ｊ堤
Ｈ ：
采 空 区
深
衄 ： ：
Ｉ ．叩 一
图 １ 地下采空区一路堤系统示 意图
２ 案 例 研 究
２ １ 工 程概 况 ． 郑 少 高速 公路 Ｓ ４ ＋７ ｏ～Ｓ ４ Ｋ１ ０ Ｋ ２＋６ ｏ段 位 于 ０
维普资讯
岩 工 界 第卷第期 土 程 ９ ４
蛋虽雪 垦亘
地 下 采 空 区 对 高 填 路 堤 边 坡 稳 定 的 影 响
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（ ．河南省郑州市公路管理局 １ 摘 要 ２ ．同济大学道路 与交 Ｗ… Ｖ．Ｎ． ＯＬ Ｏ９ｏ Ｄ Ｌ ４
上 述 裂 缝 自 ２０ ０ ３年 ９月发 现 以来 ， 度 增 长 不 明 长 显 ， 缝 宽有发 展趋 势 ， 但 由起初 的 １～ ｍ 发 展到 现 ２ｍ 在 的 ２～ ｍ ２ ０ ４ ｍ，０ ３年 ９月 ２ 日以来 ， 过 现 场 防 ０ 通 水 紧急措 施处 理 ， 裂缝基 本趋 于稳 定 。