采空區(qū)大型工業(yè)建筑關鍵理論與應用研究.pdf

1、煤炭是我國主要能源之一，多年的開采在全國各地形成了很多大范圍、大規(guī)模的采空區(qū)。隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，土地資源越來越寶貴，同時由于采礦企業(yè)生產(chǎn)轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展的要求，許多工業(yè)與民用建筑工程、交通運輸工程需要建設在新、老采空區(qū)內(nèi)。但是，地表附加荷載導致采空區(qū)“活化”或加大、加速變形，從而危害所建工程。目前，國內(nèi)外還缺少對此方面的系統(tǒng)理論研究和工程實踐。因此，開展采空區(qū)綜合治理和工程應用技術的研究顯得尤為重要，具有現(xiàn)實意義。本文系統(tǒng)研究采空

2、區(qū)的破壞規(guī)律及地表移動特征，對采空區(qū)穩(wěn)定性進行了非線性有限元分析，結(jié)合工程實踐，形成了在采空區(qū)上建設大型工業(yè)建筑的綜合地基治理技術。 在采空區(qū)上建設大型水泥工業(yè)建筑是一個全新的課題，其難度在于：該項目建（構(gòu)）筑物荷載大，既有靜載又有動載；工程對沉降敏感，不均勻沉降要求≤10mm/60m；地質(zhì)條件復雜，擬建場地采空區(qū)跨越年代久遠，頂板覆巖為風化軟巖，性狀和構(gòu)造多樣；工程選址超出了規(guī)范的相關技術規(guī)定，沒有可以借鑒的經(jīng)驗；在采空區(qū)上建

3、設2500噸/日大型水泥工業(yè)建筑在國內(nèi)尚無先例，國外也無相關報道。針對該工程建設場地特點和工程特性，本文進行了以下研究工作：1.綜合運用鉆探、物探和現(xiàn)場測試等國內(nèi)外多項新技術，對采空區(qū)賦存條件、覆巖層的工程性質(zhì)、冒落堆積體空化程度和采空區(qū)穩(wěn)定性進行科學評價；2.優(yōu)化采空區(qū)治理方案，通過試驗研究不同地段全充填或半充填注漿并加固，采用一種新型地基計算模型計算后，對地基進行了半充填注漿加固；3.為確保治理效果，本課題進行了注漿試驗、成孔鉆進與

4、巖芯試驗、壓水試驗、彈性波速檢測、結(jié)石體單軸抗壓強度與彈性模量測試等研究，建議采用壓水試驗結(jié)果評價采空區(qū)處理效果的工程檢驗指標；4.采空區(qū)加固采用新型CF粒狀混合漿材，對粉煤灰和水泥混合漿液的物理性質(zhì)和結(jié)石體力學特征進行了系統(tǒng)研究，篩選出了適用于采空區(qū)的配比。 采空區(qū)地基經(jīng)注漿處理后，在工程施工和使用階段，觀測建筑物沉降，分析沉降過程、沉降幅度，掌握沉降規(guī)律，為該生產(chǎn)線的安全運行提供科學依據(jù)。 本研究結(jié)合工程實踐，解決了