老采区及地表残余变形对建筑物的影响

浅部开采条件下地表残余变形分析是岩层移动领域的一个棘手问题．通过老采空区影响下地表残余变形和地基承载能力变化对地面新建建筑物的影响分析,提出了老采区上方新建建筑物地基稳定性计算公式、岩层移动参数、评价方法．应用鹤岗市和谐花园小区建筑物实例进行了验证．     

采空区地表框架结构建筑物的附加内力分析

针对煤矿采空区地面框架结构建筑物,利用有限元法对模拟动态开采过程中的地表移动变形所产生的框架附加内力进行计算,分析了框架附加内力与地表移动变形之间的关系和附加内力的分布规律,并指出了对建筑物安全性的影响。     

深部老采区残余沉降预计方法及其应用

废弃老采空区上方地表残余沉降预测是新建建筑物抗变形结构设计的基本依据。根据长壁老采空区破裂岩体结构特点和活化机理，深部长壁老采空区的活化沉降特征主要表现为残留空隙的再压密，地表残余沉降呈现中部大、边缘小的似盆形连接分布特点。在此基础上，建立了深部长壁采空区上方地表残余沉降预测的随机介质模型。结合在长壁老采空区上方建设的徐州某工业园工程实例，对厂区地表残余沉降和变形分布进行了预测，预测结果已成为各类建筑物抗变形结构设计的基本依据。     

动态测量方法在煤矿开采引发地表变形的应用探析

地下开采是煤炭生产中最常见的形式,地下的煤炭被开采以后,在采空区上方的岩层和地表将产生移动和变形,地表的移动和变形将影响地面建筑物,使建筑物受到不同程度的影响,特别是综采放顶煤开采对地面建筑物的影响更加突出。本文运用动态测量方法对煤矿开采中引发地表变形进行测量。     

采动区框架结构新型抗变形支座的有限元

对现有地表变形作用机理进行归纳和总结,结合机械自锁原理,设计了一种新型抗变形支座装置。并且建立框架、支座和地基有限元模型,通过有限元模拟地表变形来研究支座装置的抗变形性能。由框架柱脚内力-基础位移变化曲线图,发现一般结构随地表变形增加附加内力值也随之增大,而使用了新型抗变形支座装置的有限元模型几乎没有变形,内力变化也很小。最后得出抗变形支座装置具有保护结构不受地表变形影响的作用。     

采动区建筑地基与基础上部作用的有限元计算

为了更符合实际，揭示地表移民变形对建筑物的影响，对地基与基础共同工作的公式进行推导并地基与基础接触而上下变形协调、相对滑动和脱离接触约束的三维有限元计算模型，从而为进一步计算内力和变形提供了理论依据。     

新建建筑荷载下采空区地基稳定性评价与分析

为评价采空区上方新建建筑物地基稳定性,以焦作市某矿区场地为实例,根据收集到的资料,采取实测钻探资料与理论公式相结合的方式来确定采空区覆岩破坏高度;针对不稳定的采空区地基,基于附加应力法,采用σz(附加应力)=0.10σcz(自重应力)的判别方法,来确定建筑物荷载的影响深度,并与σz=0.08σcz和σz=0.05σcz的判别标准相对应的建筑物荷载影响深度进行对比分析;同时,结合Hmin≥HL+HDz+D稳定评价方法,评价新建建筑荷载下采空区地基稳定性并确定建筑物层数。分析结果表明:在相同的判别标准下,随着楼层荷载的增大,荷载的影响深度也随之非线性增大;在不同的判别标准,相同楼层荷载下,当判别系数减小时,对应的荷载影响深度增加,安全系数增大,建筑物安全等级就越高。     

考虑附加应力的采动沉陷区建筑物设计

针对地下矿产开采后形成采空区导致覆岩及地表沉陷,对地面建筑物造成不同程度破坏的问题,以一栋四层砖混结构办公楼为模型,从理论上分析该模型在承受地表变形时,墙体和基础所受到的附加应力。以此为基础进行抗变形结构设计,分析Ⅰ~Ⅳ级地表变形对建筑物结构构件设置的影响,给出具体设计的墙壁圈梁配筋。     

基坑开挖对邻近单桩影响的改进计算方法

在城市建设中,紧邻建筑物桩基进行基坑施工会引起桩基产生附加变形和附加内力,进而会影响到上部建筑物的安全性与适用性.关于该问题的理论研究,目前广泛采用的弹性地基梁法将桩基视为Winkler地基或Pasternak地基中的Euler-Bernoulli梁,未考虑桩基的剪切效应及基坑开挖扰动引起的地基参数沿桩基竖向的不均匀性.文中将既有桩基视为Vlazov地基中的Timoshenko梁,考虑桩基剪切效应及地基参数沿桩基竖向不均匀分布的特性,建立了基坑开挖对邻近单桩力学行为影响分析的两阶段解析方法,与既有研究成果及现场监测数据进行了对比验证,结果表明:该计算方法能够对基坑开挖影响下邻近单桩的力学响应进行准确有效的分析.同时,从地基模型的选择和桩基剪切效应的影响两方面进行了讨论分析,分析表明:Vlazov地基模型参数确定更具理论依据且该模型更符合工程实际;随着桩径的增大桩基剪切效应对桩基内力的影响显著.     

考虑附加应力的采动沉陷区建筑物设计

针对地下矿产开采后形成采空区导致覆岩及地表沉陷,对地面建筑物造成不同程度破坏的问题,以一栋四层砖混结构办公楼为模型,从理论上分析该模型在承受地表变形时,墙体和基础所受到的附加应力。以此为基础进行抗变形结构设计,分析Ⅰ~Ⅳ级地表变形对建筑物结构构件设置的影响,给出具体设计的墙壁圈梁配筋。     

渭北矿区厚黄土层采动变形数值模拟研究

渭北矿区黄土层覆盖厚度占开采深度的30%～70%,采煤沉陷规律具有特殊性。以渭北矿区大佛寺煤矿首采工作面开采为实例,利用FLAC软件分析了基岩开采沉陷引起的黄土层附加应力与变形的基本特征。数值模拟表明,采动黄土层中的附加竖向应力随着深度增加而增大,在地表附近水平向附加应力相对增量远大于竖直方向,地表变形由水平向附加应力所主导,在采空区上方产生体积压缩,在煤柱上方产生体积膨胀,地表土体单元的体积变形与水平变形及竖向变形具有相同的分布特征。本文揭示了采动黄土层变形的特殊机理,为建立厚黄土层矿区开采沉陷变形预计模型奠定了基础。     

建筑物开裂与地基变形关系的探讨

从建筑物地基、基础与上部结构相互作用的关系出发,重点分析了地基变形对建筑物裂缝产生的影响,提出了防止出现建筑物裂缝而采取的措施。     

采空区地基稳定性评价初探

本文通过对山东淄川区北杨片区煤矿采空区拟新建建筑的地基勘察、物探资料进行分析,结合煤矿采空区的地质条件及工作经验,全面阐述了采空区新建建筑物地基稳定性评价方法,并提出采空区工程建设的注意事项及建筑措施。通过对这些问题的解决,对采空区地基稳定性进行了初探,为采空区的城市建设提供有益的参考。     

盾构隧道施工对桩基变形与内力影响研究

本文针对隧道穿越桩基-框架结构工程算列,建立隧道-地基-桩-框架共同作用的数值模型。数值计算后得到了隧道穿越过程中桩的变形与内力的变化规律：盾构隧道施工对桩的影响区域可分为三个区域,盾构隧道施工对这个三个区域桩的位移、轴力和附加弯矩的影响均有明显的不同。     

动荷载作用下采空区地基稳定性分析

安太堡露天矿东北角的井阳煤矿开采造成了大面积的地下采空区,为避免施工设备陷入采空区,须研究地面施工时动荷载对采空区的影响。本文按照时间顺序把该采空区划分三个区域,通过数值模拟计算分析了在动荷载作用下采空区内的变形、塑形破坏和应力分布状况,并对采空区上方施工安全性作出评价,最后提出采空区地基的处治对策。     

建筑物开裂与地基变形关系的探讨

从建筑物地基、基础与上部结构相互作用的关系出发，重点分析了地基变形对建筑物裂缝产生的影响，提出了防止出现建筑物裂缝而采取的措施。     

刚性下卧层对地基变形影响的计算方法

刚性下卧层的存在会造成地基中的附加应力,产生应力集中现象,并对上层地基的沉降变形造成影响。笔者利用地基变形放大系数分析刚性下卧层对地基变形的影响,通过数值模拟的方法,对不同模量比和地基土相对厚度时的地基变形放大系数进行了研究。结果表明:上下土层的模量比对变形放大系数有直接影响,不可忽略; 当刚性下卧层上方土层厚度与基础宽度比值大于5.0时,地基变形放大系数的数值可认为接近于零。     

论浅部开采条件下城区土地开发

针对地表变形最大限值和采煤临界深度最小限值是采动区建抗变形建筑物的两个必要条件,通过实测数据分析指出:建抗采动变形建筑物的地表变形限值应以Ⅲ级为宜;在不形成塌陷漏斗前提下,采动区作为类似材料堆积场等其他用途的地表变形可达Ⅳ级.说明了建筑物附加应力影响下,采煤临界深度之计算方法、提出了计算公式.进而,阐述了城市浅部采动区建抗变形建筑选址的避让措施、地基岩体加固措施,以及,建筑结构的建筑措施、刚性措施、柔性措施.提出了采煤沉陷区进行综合治理的5个基本原则.     

基坑对称开挖引起下穿隧道竖向变形解析解初探

深基坑施工引起的邻近地铁隧道变形是我国城市轨道交通施工安全控制和风险评估中较为关心的一类问题。目前针对该问题的理论研究,大都采用Mindlin解求基坑开挖作用在地铁隧道上的附加应力;然后基于Winkler地基模型求解隧道的变形;该方法没有考虑软土的流变性以及地基变形的连续性。根据弹性理论的经典解答Mindlin公式,同时考虑软土的非线性流变性,推导出基坑对称开挖引起下方隧道附加应力的简化计算公式。采用Pasternak双参数地基模型,建立隧道竖向变形的平衡微分方程,得到两侧深基坑开挖引起下穿地铁隧道竖向变形和内力的实用计算表达式。通过将某市深基坑工程下方的隧道变形监测结果与Pasternak地基和Winkler地基计算结果进行对比,验证了采用Pasternak地基的优越性和提出的理论计算方法的有效性。     

考虑固结效应的筏板基础与地基共同作用弹塑性数值分析

地基固结作用呈现明显的非线性特征,对建筑物沉降变形的影响不容忽视,为此,基于Biot固结理论,对于地基土采用Mohr—Coulomb理想弹塑性模型,对筏板基础与地基共同作用问题进行了非线性固结弹塑性有限元数值分析．计算结果表明地基中孔隙水压力的消散及其相关的Mandel—Cryer效应与筏板基础的内力变形特性的时间效应具有密切的联系,地基固结作用对筏板-地基共同作用体系的内力变形特性具有显著的影响．因此,在结构-地基相互作用分析与工程设计中考虑地基固结效应是十分必要的．