采空区上覆围岩关键块体识别及稳定性研究

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1、长沙理工大学硕士学位论文采空区上覆围岩关键块体识别及稳定性研究姓名：罗文兴申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：黄生文20090401摘要块体理论是近年来发展和完善起来的一种岩体工程稳定性分析研究方法，其研究方法已经较为成熟，各种分析方法也均有较大进展。．但是对于地下洞室来说，由于其特殊的地质环境及受限的研究区域，块体理论在这方面的研究就显得较为单薄。本文以山西省阳泉市平定县西沟新村拟建住宅楼区地下采空区为工程背景，在充分调查其工程地质现状的基础上，通过基于块体理论基本原理编制的3D—Unwedge程序对该采空区上覆围

2、岩进行了关键块体识别并分析及评价了其稳定性。本次通过工程地质现状调查共收集6组优势结构面，其强度参数的选取是根据室内试验的结果，通过工程经验类比，采用强度折减的方式来考虑基建加载附加应力产生的影响以及地下水的影响。通过3D—Unwedge程序的计算分析，共识别出26个关键块体，其中7号关键块体滑动方式为直接垮落，安全系数为O，但其体积及重量较小，失稳影响区域小，不会对采空区上覆围岩的整体稳定性产生影响或影响很小。’其余关键块体不论其滑动方式如何，其安全系数均大于设计安全系数1．5，属于稳定性块体。由于考虑该采空区已充填，巷

3、道壁处于非临空状态，故本次只考虑在巷道顶部生成的关键块体，未考虑边帮产生的关键块体。本文还进一步采用了非线性大变形数值分析方法FLAC3D软件对建筑场地采空区覆岩进行了应力、变形分析。本次分析分基建加载前状态和基建加载状态两个状态进行，通过数值模拟计算，得出了地表基建前和基建后的采空区及其上覆岩土层的应力场和位移场。通过两种状态下应力场分析结果的对比，得出基建加载对采空区上覆围岩应力场基本无影响，不会因此而引起采空区上覆围岩的失稳。通过对两种状态的位移等值线对比分析，得出基建加载对采空区上覆围岩的沉降变形影响甚微，进一步论

4、证了基建加载不会引起采空区上覆围岩的失稳。关键词：围岩；块体理论；关键块体；3D—Unwedge程序；稳定性；FLAC3D程序；采空区；基建加载AbstractTheBlockTheory，whichhasdeVelopedandimproVedthisyears，isamethodofstudyingtherockmasswork：sstability．ThismethodhasbeenappliedtoseVeralfieldsandhasmademuchprogress．Butinthefieldofundergro

5、undcaVity，becauseoftheespeciaIgeologicalenVironmentandlimitedresearcharea，thestudyseemstohaVenodeepprogress．ThearticleisbasedontheundergroundTunnellocatedunderthebuildingwhichwillbebuiltinXigouVillageofYangQuancityinShanXiprovince．OnthebasisofthesupplementsurVeyin

6、goftheGeologicalCondition，WehaveanalysiedthestabilityoftheRockmassintheundergroundtunnelby3D—UnwedgeprocedurethatbasedonthetheoriesoftheBlocktheory．Inthistime，Wehavecollected6mainstructralplanesbysupplementsurVeyingofthegeologicalcondition．Onthebasisoftheresultoft

7、heinteriortest，Wechoosethestrengthparameterofthemainstructralplanebyengineerexperienceanalogingandstrengthdiscountingthatconsideringtheeffectofthebuildingloadingandtheunderwater．WehaVerecognized26keybiocksby3D—Unwedgeanalysis．Inthesekeyblocks，thenumber7keyblock’ss

8、lidingmodeisfallingandthesafetyfactorofthekeyblockiszero．However，theblock’svollumandweightisVerysmallanditseffectingontheareaofunstabilityisslight．Itwil