红菱煤矿沉陷区内修建高速公路的安全性分析

论文摘要

在采空区上方修建高速公路时,路基的承载能力与稳定性受开采沉陷变形的影响较大。采空区地表沉陷造成的倾斜会导致行驶车辆重心偏移;水平变形和移动使路面受拉伸开裂、受压隆起,路面产生波浪壮起伏,路面或路基中产生局部离层破坏。沈大、沈山、沈丹高速公路经越连接线经由红菱煤矿矿区,为了安全、经济地进行修建高速公路,需要对高速公路所经路线的稳定性和危害性作出分析。根据高速公路线位图,参考红菱煤矿目前开采和规划情况,本论文通过概率积分法和ANSYS有限元数值模拟对高速公路连接北线进行安全性分析,得出该连接线不能保证公路工程的安全。同时通过对高速公路连接南线的地层结构特性分析及ANSYS有限元数值模拟,结果表明高速公路经越连接南线所经过采空区变形基本稳定,可满足高速公路的建设。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1 论文的背景与意义
• 1.1 论文的研究背景
• 1.1.1 论文的研究意义
• 1.2 国内外研究历史及现状
• 1.3 论文的主要内容及技术路线
• 1.3.1 论文的主要内容
• 1.3.2 论文的技术路线
• 2 红菱煤矿区域开采情况及与地表环境的相对关系
• 2.1 自然地理
• 2.2 煤田地质
• 2.2.1 地层
• 2.2.2 地质构造
• 2.2.3 水文地质
• 2.2.4 煤层
• 2.3 红菱煤矿区域煤层开采及与地表高速公路线位位置情况
• 2.3.1 红菱煤矿概况
• 2.3.2 煤层开采情况及规划以及地面高速公路线位位置情况
• 3 开采沉陷区地表移动盆地边界的确定
• 3.1 开采沉陷的基本特征
• 3.1.1 岩层移动及特征
• 3.1.2 地表移动及移动盆地
• 3.2 开采沉陷区地表移动盆地边界的确定
• 4 概率积分法的基本原理
• 4.1 概述
• 4.2 单元开采图
• 4.3 倾斜煤层倾斜主断面地表移动变形基础参数计算
• 4.4 倾斜煤层非充分采动时移动和变形分布规律
• 4.5 地表移动的延续时间
• 5 红菱煤矿开采对地表公路连接北线的安全评价
• 5.1 运用概率积分法预计连接北线稳定性
• 5.1.1 预计方法及计算公式
• 5.1.2 地表移动和变形预计参数的确定
• 5.1.3 利用概率积分法预计公路位置的地表移动和变形方法
• 5.1.4 结果分析
• 5.2 用有限元分析软件ansys 进行数值模拟连接北线稳定性
• 5.2.1 模型的简化及参数的选取
• 5.2.2 结果及分析
• 6 红菱煤矿开采对地表公路连接南线的安全评价
• 6.1 区域地层稳定性分析评价
• 6.1.1 地层采动破坏程度分析
• 6.1.2 地层结构特性分析
• 6.1.3 采空区地表变形特征及稳定性分析
• 6.2 用有限元分析软件ansys 进行数值模拟连接南线稳定性
• 6.2.1 模型的简化及参数的选取
• 6.2.2 结果及分析
• 结论与展望
• 参考文献
• 学位论文数据集