城市浅部双层不规则老采空区岩层稳定性试验

发布时间：2024-04-07 05:55

　　为研究某城市地下双层不规则老采空区岩层的承载能力,采用三维相似模型方法对其进行了试验评估.根据相似模拟理论,选用河砂类相似材料,采用砌筑法建立了相似模型.对岩层进行逐级竖向加载试验,监测了岩层位移、矿柱和顶板应变的变化,同时采用内窥镜拍摄了顶板和矿柱的破坏演变过程.结果表明:随着岩层表面荷载的增加,上层采空区顶板经历了稳定变形阶段、不均匀变形阶段,最终进入局部破坏阶段.根据影像记录:该区域上层采空区顶板先于矿柱出现受拉开裂破坏,然后矿柱出现剪切破坏现象.下层采空区由于开采规模较小,对该区域岩层稳定性影响甚微.因此,要从防止顶板拉裂的角度来控制岩层的稳定性,并建议地表荷载不超过0.7 MPa.

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【部分图文】：

图1采空区平面图

某城市中心人口密集区域附近,存在一个复杂的大理岩矿采空区(图1).采空区分上下2层,且在西北部上方有一个露天矿坑,在空间上相互交错重叠,露天矿坑最大采深约40m.在西北部位置存在一个岩溶深槽,槽深约为40m,且岩溶深槽与第1层采空区连通.研究区域东西长约175m,南北宽约1....

图2采空区地质柱状图

区域地质情况如图2所示．露天矿开采过程中先剥离10m厚的表土层，再开采大理岩层，留下的土质边坡坡角约为25°，岩质边坡坡角约为80°．露天矿坑中心部位地层柱状图如图2a所示．双层地下采空区典型地层柱状图如图2b所示，从上至下依次为素填土、采空区顶板、第1层采空区、第2层采空区顶板....

图3地下工程模型试验台

根据未来开发的要求和该采空区的特点,本文制定三维模型试验方案.利用中国矿业大学(北京)城市地下工程实验室的三维模型台(尺寸为2m×2m×2m),如图3所示.不考虑地表土层的影响,假设一个30m×30m的地面荷载位于采空区上方(图1),对岩层进行竖向加载,加载过程中记录岩....

图4模型材料试样

经过多次配比试验,选定配比号882(m河砂∶m水泥∶m石膏=8.0∶0.8∶0.2)为本次试验的材料配比,在每1kg混合材料中添加约50g云母片和20g甘油来微调材料的强度和弹性模量.所有配比试验中水与固体材料的质量比均为1∶15.配比的试样如图4所示.配比结果为:材料....

本文编号：3947778