采空区隧道围岩稳定性分析及治理

1 绪论 001
1.1　采空区形成与特征 002
1.1.1　采空区概念及特征 002
1.1.2　采空区分类 003
1.2　研究背景及意义 007
1.3　采空区稳定性研究现状 008
1.3.1　理论研究现状 008
1.3.2　实验分析研究现状 012
1.3.3　数值分析研究现状 015
1.4　本书内容与意义 017
1.4.1　本书内容 017
1.4.2　意义 018 2　工程地质条件 019
2.1　自然地理条件 020
2.1.1　地理位置 020
2.1.2　气象特征此图次数 020
2.1.3　水文特征 022
2.1.4　土壤植被特征 023
2.2　工程地质条件 023
2.2.1　地形地貌 023
2.2.2　地层岩性 025
2.2.3　围岩分级 030
2.2.4　进出口场地稳定性 031
2.3　基于沉降监测的残余变形规律 032
2.3.1　SBAS-InSAR 技术 032
2.3.2　数据处理 038
2.3.3　处理结果 041
2.4　煤层及采空区 045
2.5　地质构造 047
2.6　地震 048
2.7　水文地质 049 3　多层采空区残余变形机理 052
3.1　基于概率积分法的残余变形理论模型 053
3.1.1　修正的概率积分法模型 053
3.1.2　地表残余变形时序预测模型 055
3.1.3　计算参数选定 055
3.1.4　地表残余变形预测 057
3.1.5　采空区残余变形规律及对隧道围岩稳定性影响机制分析 059
3.2　残余变形机理 063
3.2.1　岩石单轴压缩实验 064
3.2.2　破碎岩体压实实验 072
3.2.3　数值仿真分析 105
3.3　本章小结 143 4　采空区层位对隧道围岩稳定性的影响 146
4.1　残余变形对不同竖向位置隧道围岩稳定性的影响 147
4.1.1　构建模型 147
4.1.2　残余变形作用下不同竖向位置隧道围岩稳定性分析 149
4.2　残余变形对不同交叉形式隧道围岩稳定性的影响 155
4.2.1　构建模型 155
4.2.2　残余变形作用下不同交叉方向隧道围岩的稳定性分析 156
4.3　残余变形对不同水平位置隧道围岩稳定性的影响 159
4.3.1　构建模型 159
4.3.2　残余变形作用下不同水平位置隧道围岩的稳定性分析 160
4.4　本章小结 165 5　采空区注浆减沉优化技术 167
5.1　工作面顶板上覆岩层厚度对注浆减沉效果的影响 168
5.1.1　研究思路 168
5.1.2　计算模型 168
5.1.3　注浆结石体变形参数 169
5.1.4　注浆减沉效果分析 172
5.2　注浆时机的减沉机制 181
5.2.1　研究思路 181
5.2.2　计算模型与参数 181
5.2.3　不同注浆时机减沉规律 182
5.3　采空区注浆后隧道稳定性评价 186
5.3.1　围岩塑性区演化规律 187
5.3.2　隧道衬砌变形分析 187
5.3.3　隧道衬砌应力分析 190
5.4　本章小结 197 6　残余变形对隧道围岩稳定性影响及评价 199
6.1　研究思路 200
6.2　建立隧道数值模型 200
6.2.1　隧道围岩高精度计算模型确定 200
6.2.2　隧道结构建模 201
6.3　施工过程隧道及围岩稳定性分析 202
6.3.1　数值计算过程 202
6.3.2　围岩塑性区分析 203
6.3.3　围岩竖向变形分析 203
6.3.4　围岩水平变形分析 205
6.3.5　初期支护应力分析 207
6.3.6　初期支护变形分析 208
6.3.7　二次衬砌应力分析 209
6.3.8　二次衬砌变形分析 210
6.4　残余变形作用下隧道稳定性评价 211
6.4.1　计算残余变形作用下隧道围岩位移场 211
6.4.2　残余变形对隧道衬砌结构的影响 213
6.4.3　隧道塑性区分析 214
6.4.4　隧道围岩变形分析 215
6.4.5　隧道衬砌应力分析 224
6.5　本章小结 233 7　采空区隧道治理与支护技术 235
7.1　采空区治理技术 236
7.1.1　采空区治理方法 236
7.1.2　采空区治理方法的选择 240
7.1.3　采空区注浆技术 241
7.2　采空区隧道设计 258
7.2.1　隧道内轮廓扩大设计 258
7.2.2　隧道衬砌结构设计 263
7.2.3　洞口设计 266
7.2.4　防排水设计 267
7.2.5　沉降缝及柔性功能层设计 269
7.2.6　瓦斯防治措施 276
7.2.7　施工组织设计 280
7.2.8　监控量测与超前地质预报 284 参考文献 287