二广高速公路粤境段采空区工程地质特征与地基稳定性研究

摘要

采空区是指地下矿产被采出后留下的空洞区，我国大部分地区不同程度地存在采空区。由于采空区削弱或破坏了上覆岩土层的稳定性，在其上修筑高速公路，往往会造成路基失稳，路面、桥梁涵洞等构筑物的损坏病害，对高速公路工程危害很大。因此，如何对高速公路下伏的采空区进行勘察、查明采空区工程地质特征、评价采空区地基稳定性在高速公路建设中具有重要意义。 本文以二广高速公路粤境段采空区为研究对象，采用工程地质调查、采矿情况调查，物探方法和钻探等多种手段的综合勘察方法，查明了路线采空区的工程地质特征，在此基础上采用工程类比法和结构力学法对采空区地基稳定性进行了较深入地研究，探讨了采空区勘察方法和地基稳定性评价问题，得到了采空区勘察手段模式和项目采空区地基稳定性结论，并提出了采空区地基处理建议。达到了用经济实用合理的勘察手段，查明项目采空区工程地质特征、划分地基稳定性区域的目的。 采空区工程地质特征是本文的重点也是难点。通过研究，采空区勘察应首先采用工程地质调查和采矿条件调查，初步查明采空区区域工程地质条件和采空区几何条件，通过室内资料整理分析，确定采空区与路线的位置关系，在此基础上有针对性地采用不同物探方法查明采空区在路线区平面上的分布，最后用钻探方法进行验证并解决采空区剖面问题，这样可以较好地查明采空区的工程地质特征。采空区地质调查和采矿条件调查应紧密依靠地方政府相头部门，在他们配合下，往往会取得事半功倍的效果；在选择物探方法时，既要注意其适用条件，也要注意其经济性。 采空区地基稳定性评价有多种方法。通过研究，采用工程类比法进行定性评价和结构力学法进行定量评价相结合的方法，可很好地对采空区地基稳定性进行评价，划分稳定区段。结构力学法是工程中常用的分析方法，形式较简单，方法成熟，结果比较可靠。其难点是确定岩体的力学指标，在大量岩石试验统计结果的基础上，参考桥梁m法设计思路，根据岩石破碎程度，提出采用岩石指标除以m=1.5的调整系数作为岩体指标的办法，巧妙解决了岩体强度的问题。针对采空区开采不同方式，使用EXCEL自编了几个小程序，进行了大量的计算，得出了地基稳定性安全系数，划分了稳定区段。 影响采空区地基稳定性的因素很多，在各种不同的特定情况下，各种因素都可能成为主要的控制因素。通过研究分析，认为在采空区项板岩石和采矿几何条件已明确的前提下，对于倾斜煤层，地基稳定性主要受采空区上覆岩层厚度控制，与其基本成正相关关系；对于近水平煤层，地基稳定性主要受所留煤柱宽度控制，与其基本成正相关关系。在此分析计算的基础上，分别绘制了倾斜煤层采空区岩层厚度与土柱高度关系曲线图和近水平煤层煤柱宽度与地基稳定安全系数关系曲线图，分析计算时首先根据煤层产状选择关系曲线，再根据岩层厚度或煤柱宽度，查出地基稳定安全系数，确定地基稳定性。这样可方便划分地基稳定地段，这是本文的一个创新点，为采空区地基稳定性评价积累了经验。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 引言

1.1研究意义

1.2研究思路方法和内容

第2章采空区勘察技术与地基稳定性研究现状

2.1采空区勘察技术研究

2.2采空区地基稳定性评价研究

2.3研究现状的分析

第3章二广采空区工程地质特征

3.1项目概况

3.2工程地质测绘

3.3工程物探

3.4工程钻探

3.5地表变形观测

3.6二广采空区地质特征

3.7二广采空区采矿特征

3.8二广采空区覆岩物理力学指标

第4章二广采空区地基稳定性评价

4.1影响采空区地基稳定性因素

4.2地基稳定性评价方法

4.3二广采空区地基稳定性分区类型

4.4二广采空区稳定性分析

4.5二广采空区稳定性分区

4.6路线方案比较结论

4.7二广采空区治理建议

第5章结论与建议

5.1结论

5.2建议

参考文献

附表

致谢