开采沉陷区对高速公路影响评价研究

摘要

随着我国经济的高速发展,高速公路的修建也越来越广泛,不可避免要穿越煤矿开采沉陷区,而目前国内外对开采沉陷区对高速公路影响研究还处于初步阶段。本文以高速公路穿越长壁全部垮落法开采所形成的开采沉陷区为例,对高速公路的影响评价进行了研究。
　　论文分析和归纳了影响地表沉陷的地质和采矿因素,并运用灰关联理论对这些影响因素的影响程度进行了排序。分析了已有的水平、缓倾斜和倾斜煤层的沉陷预测模型的优缺点及使用条件,在此基础上对已有的模型进行了改进,并对模型中形态参数k进行了讨论,得出其是由影响地表沉陷的因素所决定的,使用最小二乘法可以确定出参数k的值,参数确定后可以使用matlab绘制出函数图形,通过与实测的数据曲线的对比可说明改进模型的合理性。讨论完空间函数之后,再来讨论一下时间函数。通过分析下沉量、下沉速度和下沉加速度之间的函数关系,对时间函数模型及其各种改进型的合理性进行讨论,进而得出其中一个模型最为合理,本文在该模型的基础上,讨论了模型中参数c和j的物理意义,得出这两个参数是由地表下沉影响因素决定。并总结了以前学者对参数c的确定方法,使用最小二乘法可以确定出参数j,参数确定后可以使用matlab绘制出函数图形,通过与实测的数据曲线的对比可说明该时间模型的合理性。结合开采沉陷区对高速公路影响的特点,及目前开采沉陷对高速公路影响的允许条件,建立开采沉陷区对高速公路影响的空间和时间范围评价方法。该评价方法对于高速公路穿过采用长壁式全部垮落法管理顶板开采水平、缓倾斜或倾斜煤层所形成的采空区具有重要的指导意义。

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1 绪论

1.1 选题背景及研究意义

1.2 国内外研究现状综述

1.3 存在的问题

1.4 研究的主要内容、方法和技术路线

2 影响地表移动变形的主要因素分析

2.1 地表移动变形的主要影响因素

2.2 灰色理论简介

2.3 地表移动变形因素灰关联分析

2.4 本章小结

3 地表沉陷的预计及理论计算

3.1 地表移动曲线的研究

3.2 对 Knothe 时间函数模型及其各种改进型的分析

3.3 本章小结

4 开采沉陷对高速公路的影响及其允许变形值

4.1 高速公路的定义、特点及分类

4.2 开采沉陷对建筑物特别是对高速公路的影响

4.3 高速公路下开采的允许移动和变形值

4.4 本章小结

5 通过沉陷曲线对高速公路的影响作出预测分析

5.1 理论分析

5.2 工程实例

5.3 本章小结

6 结论

致谢

参考文献

附录