下伏采空区道路修筑技术研究与应用
出版时间：2018年版
内容简介
《下伏采空区道路修筑技术研究与应用》总结作者近年来对采空区地质条件下道路修筑技术领域的研究成果，结合国内外相关文献，依托实际道路工程，围绕下伏采空区的综合探测技术、采空区与道路相互作用的路基稳定性分析、采空区综合处治技术、交通荷载影响下的采空区道路修筑技术及采空区修筑监控技术等进行系统的论述，以期为此类工程建设提供详尽的数据和工程经验，规范此类施工项目的施工工艺，保障采空区地质条件下道路工程的施工质量。
目录
第1章 绪论 1
1.1 采空区的概念 2
1.2 采空区的形成 2
1.3 采空区的三带划分 3
1.3.1 冒落带 4
1.3.2 裂隙带 4
1.3.3 弯曲带 4
1.4 采空区的危害 5
1.4.1 采空区的危害的表现形式 5
1.4.2 采空区对公路的危害 7
1.4.3 采空区对公路危害程度的评价 8
1.5 工程概况 9
1.5.1 交通概况 9
1.5.2 地形地貌 9
1.5.3 气象条件 9
1.5.4 水文条件 10
1.5.5 地质构造及地层岩性 10
1.5.6 煤矿开采情况 12
参考文献 13
第2章 基于综合无损探测的采空区探测技术 15
2.1 采空区探测技术研究进展 16
2.2 采空区勘探原则 17
2.3 物探方法简介 18
2.3.1 电法勘探 18
2.3.2 地震法勘探 19
2.3.3 电磁法勘探 19
2.3.4 地球物理测井 20
2.3.5 放射性法勘探 21
2.3.6 微重力法勘探 21
2.3.7 各种物探方法的使用条件及特点 21
2.4 高密度电阻率法探测采空区 22
2.4.1 商密度电阻率法基本原理 22
2.4.2 电极排列方式 23
2.4.3 三种装置的适应条件与联系 23
2.4.4 高密度电阻率法的特点 23
2.4.5 高密度电阻率法探测的应用 21
2.5 瞬态瑞利波法探测采空区 20
2.5.1 瞬态瑞利波法探测采空区的研究进展 25
2.5.2 瑞利波的传播特性 26
2.5.3 瞬态瑞利波法的探测结果 27
2.6 公路下伏采空区瞬态瑞利波传播数值模拟 30
2.6.1 瞬态瑞利波传播正演模拟研究进展 30
2.6.2 瑞利波在不同类型采空区中的传播正演数值模拟 31
2.6.3 工程应用 45
参考文献 46
第3章 下伏采空区路基稳定性 19
3.1 采空区稳定性评价研究进展 50
3.1.1 预测法 50
3.1.2 解析法 51
3.1.3 数值模拟法 51
3.2 基于采空区活跃期的路基沉降变形数值分析 52
3.2.1 有限元模型建立 53
3.2.2 本构模型 54
3.2.3 材料参数 56
3.2.4 边界条件 58
3.2.5 计算工况 58
3.2.6 计算结果分析 59
3.3 下伏采空区道路路基沉降预测模型 66
3.3.1 沉降预测棋型优选 66
3.3.2 建立预测模型 68
3.3.3 修正后的预测模型验证 70
3.4 交通荷载作用下采空区道路路基沉降分析 73
3.4.1 采空区路基沉降有限元模型 74
3.4.2 计算工况 78
3.4.3 计算结果分析 78
参考文献 87
第4章 基于相互作用的采空区综合处治技术 89
4.1 采空区的探测与分类 90
4.1.1 采空区的探测 90
4.1.2 下伏采空区的分类 92
4.2 强夯法 94
4.2.1 强夯法原理 94
4.2.2 强夯法施工流程 95
4.2.3 采空区位置确定 90
4.2.4 强夯方案设计 96
4.2.5 施工要点 96
4.3 注浆法 97
4.3.1 注浆处理方法 97
4.3.2 注浆材料的选择 98
4.3.3 注浆充填工艺流程 98
4.3.4 注浆方案设计 98
4.3.5 钻孔 100
4.3.6 注浆技术条件要求 100
4.3.7 注浆操作 101
4.3.8 注浆充填参数的确定 101
4.4 综合治理 102
参考文献 104
第5章 基于协同作用的采空区道路修筑技术 107
5.1 国内外研究进展 108
5.1.1 开采沉陷预测理论 108
5.1.2 采空区与公路相互作用机理 108
5.1.3 采空区地基治理与公路抗变形结构 109
5.1.4 级配碎石过渡路面结构 109
5.2 基于下伏采空区沉降的过渡性路面结构 112
5.2.1 影响采空区路基稳定的因素 112
5.2.2 沉降理论 113
5.2.3 过渡路面结构 115
5.2.4 地层划分与几何模型的建立 116
5.2.5 本构模型与材料参数的选取 117
5.2.6 四种不同路面结构的不均匀沉降分析 120
5.3 交通荷载对路面结构的影响分析 121
5.3.1 采空区上方公路结构在标准轴载作用下的响应分析 121
5.3.2 计算结果与分析 122
5.3.3 四种路面结构在交通荷载作用下的弯沉和应力的对比分析 125
5.4 采空区位置对路基沉降的影响分析 126
5.4.1 采空区临界安全区域的确定 126
5.4.2 采空区处于不同深度时的路基沉降分析 127
5.4.3 采空区处于不同横向位置时的路基沉降分析 132
参考文献 135
第6章 采空区黄土边坡处治技术 137
6.1 国内外研究进展 138
6.1.1 黄土的非线性本构模型 138
6.1.2 黄土土性参数的不确定性与黄土边坡系统的非线性特征 139
6.1.3 黄土边坡的破坏机理 139
6.1.4 黄土边坡稳定性分析理论和方法 139
6.2 工程概况 141
6.2.1 边坡地质条件 141
6.2.2 高边坡特征 142
6.3 高边坡稳定性分析计算 144
6.3.1 地质分析法 145
6.3.2 边坡稳定的通用算法分析 145
6.3.3 边坡稳定的数值计算分析 148
6.4 高边坡主动防护技术 150
6.4.1 黄土状粉质黏土边坡卞动防护 151
6.4.2 卵石及强风化泥岩边坡主动防护 152
参考文献 154
第7章 下伏采空区路基沉降监测技术 157
7.1 国内外研究进展 158
7.1.1 下伏采空区路基变形监测 158
7.1.2 路基沉降监测与预测 159
7.2 工程实例 160
7.2.1 工程概况 160
7.2.2 公路路基处理 160
7.3 采空区公路变形特征与监测 162
7.3.1 路基变形机理与特征 162
7.3.2 采空区公路变形监测方案 163
7.3.3 应用实例 166
7.4 采空区路基沉降监测结果分析 167
7.4.1 沉降曲线 167
7.4.2 基于实测数据的采空区稳定性评价 168
7.5 采空区路基沉降预测与评估 168
7.5.1 灰色预测模型 168
7.5.2 预测结果与评估 170
参考文献 170
