地表变形

摘要： 根据某采空区矿柱及采空区分布情况,采用RHINO-FLAC3D耦合技术建立三维计算模型,计算分析采空区在3种不同工况下的地表变形特征,通过对计算结果的分析为采空区地表修建水库成库可能性提供理论依据。结果表明,采空区是影响地表沉陷的关键因素,大坝加载后,由于坝自身重力作用,使已经“静止”的采空区重新活化,并发生新的沉降。

摘要： 对于矿区地表变形测量,传统方法存在成本高、很难反映地表大面积变形信息和时空演化特征等缺点。基于此,以大红山铁矿为例,采用Sentinel-1A卫星数据,利用SBAS-InSAR对数据进行处理,建立了灰色预测模型,并对模型精度进行了验证,结果表明:由地面观测点获取的实测三向位移经归一化后得到的位移与InSAR取得的LOS向位移相对误差在15%以内,表明时间序列InSAR在观测精度上是可靠的;矿区内存在4个发育成熟的沉降集中带和2个局部沉降区域;InSAR监测值和水准测量值有较好的一致性,监测相对误差和预测相对误差均在12%以内。

摘要： 为探究地下储气库区域地表形变时空分布特征及影响因素,利用Sentinel-1A升轨合成孔径雷达影像,基于小基线集雷达干涉测量(SBAS-InSAR)技术提取了2017年3月—2019年5月呼图壁地下储气库的时序地表形变信息。结果表明,在时间上,每年4月至10月注气阶段储气库地表靠近卫星约10~30 mm;同时,在夏季降水量不能满足农田灌溉需抽取地下水时,注气阶段储气库区域特别是接近农田灌溉井的区域由于抽取地下水会存在明显的抬升量减小现象;每年11月至次年3月的采气阶段,地表远离卫星约5~10 mm。空间上,储气库西侧卫星视线向抬升大于东侧,注气时地表抬升响应也较为迅速;而离灌溉井近区域地表抬升量明显减小。分析发现储气库注气阶段地表抬升,采气阶段地表沉降;区域存在地下水抽取时导致地表抬升量有减小趋势,储气库区域地表形变是注采气与地下水抽取综合作用的结果。

摘要： 为探讨土的强度参数的空间变异性对盾构隧道开挖引起的地表变形的影响,选取黏聚力和内摩擦角作为随机变量,采用Karhunen-Loève方法对随机场进行离散,利用Matlab软件将土性参数随机场与FLAC 3D模型单元一一映射,并使用FLAC 3D进行分析计算。结果表明:土强度参数的空间变异性对地表变形的影响明显;竖直方向相关长度的影响大于水平方向相关长度的影响;地表水平位移受到的影响比地表沉降受到的影响更大;竖向相关长度小于1倍隧道直径时,多次模拟得到的地表沉降值符合正态分布,据此可利用确定性分析结果估算地表沉降变形超限概率或确定控制沉降量。

摘要： 依托北京地铁17号线工程,探讨监控量测技术在地铁隧道施工中的应用。对横通道特定断面采取监控量测,并结合现场掌子面情况对围岩进行有效分析。结果表明:施工完成后,平移通道围岩变形不大,基本处于稳定状态;地表沉降、拱顶沉降、周边收敛最终趋于稳定;钢拱架变形基本稳定,后期应继续对地表沉降、周边收敛等进行观测。

摘要： 为了研究受地形条件影响下不同充填方案对覆岩及地表变形规律的影响,根据芦子沟煤矿采矿及地质条件,应用FLAC^(3D)软件模拟分析了多种考虑地形因素的充填方案数值模型;分析研究了不同充填率、不同充填位置情况下,采空区顶板及地表变形破坏特征,进而得出不同充填方案对采空区的稳固效果。结果表明:随着充填率的提高地表位移值逐渐减小,在充填率在20%~70%之间时,充填效果随充填率的增加提升较明显,总位移最大值与充填率呈近似线性负相关,在充填率小于20%或大于70%时,改变充填率对充填效果的影响较小;间隔式充填能改变地表沉降盆地的形态,在充填量保持一定时,间隔式充填方案地表沉降量更小,充填效果更好;充填沟谷下方采空区比充填山峰下方采空区地表斜坡受采空区影响产生的水平位移更小,斜坡发生失稳的可能性更小。

摘要： 近年来,将InSAR技术应用于地表监测成为研究的热点。为确定煤矿采空区历年地表沉降情况,采用PS-InSAR技术,利用历史存档降轨数据,提取研究区不同时期地表变形速率图。结果表明,PS-InSAR技术能够获得采空区地表毫米级变形监测结果。

摘要： 随着我国城市经济的高速发展,城市流动人口数量不断增加,导致出现了严重的人口集中问题[1]-[4]。为缓解城市内部的居住压力,高层和超高层建筑与地下空间结构的建设如火如荼。建筑深基坑是城市地下空间建设中的一个重要结构,多处在城市人口相对密集的地段,其开挖施工过程会给周边坏境及其支护结构造成重要影响[5]。对深基坑施工过程中地层变形的控制,成为地下空间建设中的关键项目[6]。

摘要： 为科学预测刘楼铜铁(金)矿地下开采对地表道路、水闸和民房等建构筑物的安全影响,根据矿山设计资料及开采现状,采用FLAC^(3D)数值模拟软件,对矿山开采过程进行模拟分析,得出了矿山开采结束后地表位移分布情况和位移值。在数值模拟得到的位移数据基础上,通过变形计算公式,得出了矿区地表倾斜、曲率和水平变形值,并绘制了地表变形等值线云图。计算结果表明:矿山开采结束后地表产生的最大倾斜值为0.26 mm/m,最大曲率值为0.04×10^(-3) mm/m,最大水平变形值为0.26 mm/m,小于地表建构筑物的允许变形值,满足相关规范要求,研究结果可以为保障矿山后续开采过程中地表建构筑物安全提供理论依据。

摘要： 文章依托杭州地铁2号线某盾构区间段工程,对软土区双线采用不同盾构机施工引起的地表变形进行了现场实测,得到了双线盾构掘进引起的地表变形规律,并验证了修正的双线Peck公式的适用性。结果表明:软土区先、后行线盾构掘进参数不同,其影响大小也不尽相同,地表变形量在盾构机通过前后急剧变化,由于注浆的影响,在盾尾通过时会有回弹现象发生;软土区盾构刀盘扭矩可由5个计算因子组成,计算结果与实测值吻合度较高;盾构刀盘开口率越大,其平均扭矩值越大,土体损失率大的占比也就越高,引起的地表最大沉降量也越大;以刀盘扭矩T和单环排土量Q的比值作为控制参数,分析得到了其与地表沉降值存在一定的正相关关系,且刀盘开口率越小,拟合得到的结果就越精确。

摘要： 为了对建筑物下压煤进行开发利用,同时保护地面建筑物安全,以邯郸矿区某矿2103工作面工业广场下采煤为研究区域,采用概率积分法基本原理进行了地表变形预计,评定了主要建筑物损害等级,并给出了合理开采的建议.结果表明:工业广场主要建筑物均受到不同程度的变形影响,其中宿舍楼破坏等级为Ⅲ级,食堂、煤仓破坏等级为Ⅱ级,机修厂房破坏等级为Ⅰ级,结合地面监测结果可以看出整个工作面的开采地表变形预计结果比较符合实际情况.

摘要： 黄土滑坡是我国黄土地区发育的一种斜(边)坡表生地质灾害,它以其多发性、危害性严重威胁着油气管道的安全运行.针对铺设在黄土滑坡体的管道,提出了管道和黄土滑坡联合监测方法.采用三维磁力检测仪检测管体当前应力,采用振弦应变传感器监测管道实时应力变化,采用GPS技术进行黄土滑坡地表变形监测.将联合监测方法在长庆油田某管道黄土滑坡进行了应用,结果表明,该黄土滑坡在汛期发生了滑动,但是管道应力未发生变化,管道处于安全状态.

摘要： 针对斜巷道开挖会对地表产生不同的地表移动与变形问题,采用随机介质理论,推导出了巷道半圆拱形开挖断面引起的地表移动与变形公式.分别对一斜巷道的不同剖面位置进行了地表移动与变形的计算,得到了不同位置地表的最大下沉、最大倾斜、最大曲率及最大水平变形值,分析了不同巷道位置对地表的影响范围.计算结果可为电厂工程的规划设计提供一定的指导.

摘要： 针对某市三条输水隧洞下穿既有地铁隧道沿线,采用离心模型试验技术研究了新建隧洞以不同间距下穿既有隧道,对既有隧道产生的影响以及上覆地表土层的沉降变形.通过分阶段排出固定体积的溶液模拟盾构掘进过程中的地层损失,辅以激光位移计以及应变片对既有隧道和地表变形进行监测.试验结果表明:隧道深埋时,新建隧道与既有隧道净距为一倍隧道直径时,既有隧洞不均匀沉降愈显著;净距两倍以上隧洞直径时既有隧道不均匀沉降趋势渐弱.深埋隧洞开挖对地表沉降影响较小.离心模型试验成果为隧道模型试验以及同类隧道开挖施工提供参考依据.

摘要： 本文针对基坑工程数值分析中较实用的经典本构模型作了综述,分析了本构模型的特点、适用性及局限性,归纳了基坑工程墙体变形及地表变形实测规律,总结了获得本构模型参数的试验方法,并通过FLAC3D对摩尔库仑模型与修正剑桥模型进行了对比分析,以期为今后基坑工程数值分析中本构模型的选择提供参考.

摘要： 为了解放建筑物下煤炭资源,以邯郸矿区某矿断层发育区地质采矿条件为研究背景,基于超高水材料充填开采技术,提出了充填条带、冒落条带两种开采方案的工作面布置.在分析了地表变形预计参数的基础上,采用概率积分法基本原理,进行了地表变形预计,并对开采方案进行了优化设计,并给出了安全开采技术措施.结果表明:采用充填条带开采和冒落条带开采,分别可采出煤炭资源330.17万t、216.88万t,采出率分别为70％、45％,地表最大下沉分别为1390mm、1420mm,最大倾斜均为10.9mm/m,建议采用超高水材料充填条带开采方案.此方案设计为类似地质采矿条件下的煤炭资源开采提供了理论依据和技术参考.

摘要： 程潮铁矿残矿的回收条件复杂,在井下形成较多采空区,影响地表建筑物设施的安全性,因此,采用FLAC3D软件模拟分析残矿回收对地表沉降、水平位移、地表水平变形、倾斜变化和曲率变化的影响.结果表明,地表最大沉降值、最大水平变形值、最大倾斜及最大曲率分别为15.894cm,0.045mm/m,0.12756mm/m和0.00212mm/m2,均远小于建筑物保护等级的要求,同时工程现场监测的数据与数值模拟分析的结果基本吻合,表明残矿回收对地表的安全性影响很小.

摘要： 煤炭资源在我国能源消费中占据主导地位,但是大规模煤炭开采造成了严重的地表变形破坏,在人地矛盾集中地区表现尤为凸显.地下采空使岩体中原始应力平衡状态遭到破坏,在应力重新分布达到新的平衡过程中,导致地面塌陷形成塌陷盆地、漏斗状塌陷坑和台阶状断裂.

摘要： 南京某地下步行通道采用非开挖顶管法施工,顶管近距离穿越既有地铁区间隧道及城市主干道.为了保证隧道及主干道安全,施工前建立三维有限元计算模型,模拟施工全过程,预测施工可能引起的隧道及地表变形.根据数值模拟结果提出针对性控制措施,并制定合理的监测方案,分别对隧道竖向位移、水平位移、径向收敛和地表隆沉进行监测.基于监测数据分析隧道及地表变形规律,明确顶管施工期间隧道及地表变形的3个不同发展阶段.研究表明:隧道竖向位移主要表现为隆起,由通道内出土卸荷所引起,工作井基坑开挖对其影响几乎可以忽略;顶管施工过程中,下覆隧道竖向位移先后经历了初始下沉、隆起增强和隆起稳定3个阶段,地表竖向位移先后经历了隆起增强、隆起减弱和沉降3个阶段;同一监测断面内,地表最大沉降位于通道中心轴线上方,距离通道越远沉降越小;采用微欠挖工艺有效控制了隧道最终隆起和地表最终沉降.

摘要： 强夯施工中,地面的变形监测十分重要,通常作为确定夯锤的重量、下落的高度、夯距、收锤标准等重要依据.然而,目前这类数据的现场采集比较局限.本文采用LS-DYNA非线性大变形显式有限元算法,研究了强夯下土体的变形规律,计算结果能较好地反映出地表的夯沉、隆起等变形特点,与现场测试结果基本一致.通过参数研究可以得出,强夯下地面最高隆起的位置发生在距锤边0.6m左右,地表隆起范围要远大于目前的观测点布置范围(6m).

摘要： 本发明涉及隧道施工技术领域，具体涉及一种软岩大变形段隧道浅埋下穿地表建筑物地表监测方法，包括如下步骤；洞内观察和洞外观察；洞内观察包括挖面观察和已作业地段观察；洞外观察包括对地面建筑物进行观察；地表沉降量测和建筑物沉降量测；在隧道开挖前设置地表沉降观测点；隧道中线到最远地表沉降观测点的距离大于或等于隧道埋深和隧道开挖宽度的和；拱顶下沉量测和净空变化量测；根据围岩级别确定断面间距；根据开挖方法进行布点，布设高度高出每个台阶，量测点反射片对准洞口方向，量测点外露初期支护面。通过合理的断面布置，增加地表监测和地表建筑物监测，使得监测数据更为准确可靠，达到控制沉降和加快施工的目的。

摘要： 本发明提供一种基于多项式法的地表移动变形改进计算方法，涉及地表移动变形技术领域。该方法将岩体看成颗粒介质，把颗粒按埋深高度不同分层划分，抽出下一层颗粒，预测上一层各分层中颗粒的移动规律，对地表移动变形进行预测；然后构建地表移动变形预计模型并确定输入参数；最后计算地表移动变形预计模型的预计参数，并采用多项式法，对地表移动变形预计模型中各移动变形值的预计参数进行修正；将修正后参数代入修正后的模型，再计算出各个修正后变形值。该方法揭示地表最大下沉值预计结果和实测结果差值与各移动变形值之间的关系，构建基于多项式法的修正计算模型，实现对地表移动变形的计算。

摘要： 本发明公开一种煤炭地下气化地表残余变形计算方法，适用于煤炭地下气化场地使用。说先确定气化后煤柱的高度、宽度以及拱高，之后实测数据计算煤炭地下气化后灰分生成率，从而确定气化后残留在燃空区的灰分厚度，根据煤柱剥离后煤块的碎胀系数、灰分厚度、气化后煤柱高度、宽度以及拱高计算气化后煤柱实际剥离宽度，确定灰分的力学属性，根据煤柱力学参数、高度与拱高、灰分厚度及其力学参数、上覆岩层压力计算气化后煤柱屈服区宽度，最终视气化后煤柱的屈服区宽度与剥离宽度为气化燃空区扩大宽度，并认为剥离前后气化区地表沉陷变形差值为地表残余变形值。其计算方法简单，为煤炭地下气化地表残余变形计算提供了科学的理论依据。

摘要： 本发明公开了一种基于北斗的地表及深层三维空间变形监测装置及数据处理方法，所述测量装置包括深层水平位移监测模块以及北斗位移监测模块，所述深层水平位移监测模块位于被监测的岩土体内，用于监测岩土体深层水平位移；所述深层水平位移监测模块的上方固定有北斗位移监测模块，所述北斗位移监测模块用于通过北斗监测地表水平及竖向位移。所述监测装置具有测量精度及信噪比高，融合性好，稳定及可靠性高，建设成本低等优点。

摘要： 一种地表变形区拱桥抗变形加固方法，适用于治理因采动等因素形成的地表变形拱桥使用。其步骤为：在桥墩基础四周及桥墩基础间现浇混凝土，在桥墩四角外包钢结构立柱，各立柱间加横向支撑，在拱圈内安装桁架加固。其方法简单，加固效果好，成本低，防止地表拉伸使桥拱产生变形，保证大变形下桥体不会再桥拱处破坏而发生垮塌。

摘要： 一种地表变形区拱桥抗变形加固方法，适用于治理因采动等因素形成的地表变形拱桥使用。其步骤为：在桥墩基础四周及桥墩基础间现浇混凝土，在桥墩四角外包钢结构立柱，各立柱间加横向支撑，在拱圈内安装桁架加固。其方法简单，加固效果好，成本低，防止地表拉伸使桥拱产生变形，保证大变形下桥体不会再桥拱处破坏而发生垮塌。

摘要： 本发明涉及厚松散层矿区采动地表变形破坏控制方法，具体涉及厚松散层矿区采动地表变形破坏阻隔控制方法。该方法包括以下步骤：1、收集地质采矿资料，获得采区位置及尺寸、煤系地层结构、概率积分法预计参数、各岩层和松散层物理力学参数等数据信息；2、进行开采沉陷预计，预测地表下沉盆地范围、主要影响半径，以及拐点等主要特征点的位置；3、在下沉盆地拐点附近距拐点不同距离的位置布设不同深度的隔离墙，通过数值模拟对各方案的控制效果进行验证；4、综合评估各方案的控制效果和工程成本，确定最终的实施方案；5、在煤炭开采前，根据选定的方案修建地下隔离墙。本发明通过预先修建地下隔离墙，阻断采动附加应力的传导路径，阻挡墙体外侧土体向采空区中心方向移动，将地表采动主要影响控制在隔离墙内侧，从而对外侧区域起到保护作用。

摘要： 本发明公开了一种盾构隧道开挖过程及地表变形三维有限差分数值模拟方法，包括获取不同岩层和土层的基本力学参数；生成三维地质模型；生成三维隧道实体模型；基于三维隧道实体模型，对三维隧道实体模型进行网格划分，并对隧道开挖区域、管片层及注浆层网格进行加密处理，得到网格模型；将划分好的网格模型导入FLAC 3D软件中，并分别赋予各个土层和岩层的力学参数；根据建模中隧道的分组情况，首先开挖先行隧道，开挖到盾构机机身长度后，激活盾构机单元，同时进行中盾注浆辅助或气压辅助，在盾构机尾部激活管片层，激活注浆层，待整个数值模型达到局部平衡后进入一下一个循环；开挖区域布设监测点，能够对隧道盾构进行真实的模拟。

摘要： 一种地表大变形塌陷区抗变形公路闸，最适用于治理塌陷区水利交通路段。采用在塌陷区水利交通(路段)桥和工作桥的底部设置抗大变形基板和箱体，由抗大变形基板、箱体、启闭装置组成独立箱式闸体；当水面较宽时，可采用多个独立箱式闸体组合排列。该公路闸能满足采动区不均匀沉降、屈曲变形等地表大变形，在地表下沉过程中，能保证闸板灵活升降；能有效的抵抗地表变形的影响，满足地表下沉后闸的功能完好，下沉量可达3米，大大节约了改线路改河道的耕地资源。其投资较少，改造所需手续简便，效果好，不会影响煤矿的生产，具有广泛的实用性。

摘要： 本实用新型提供地质灾害普适型GNSS地表变形监测仪器，涉及地质灾害检测技术领域，包括底座，所述底座的上方设有上活动柱，所述上活动柱的外壁固定连接有主机，所述主机的顶部固定连接有下固定板，所述下固定板的内壁与上活动柱的外壁固定连接。本实用新型，通过转向板、连接件和下固定板的设置，使得本实用新型在安装完成后，通过压动保护外壳的一侧使其通过转向板与连接件之间的连接，向施加压力的一侧倾斜，从而控制太阳能板的朝向，使得本实用新型能够通过太阳能板接受到更好的阳光照射，能够适应不同地区的安装使用环境，方便了施工人员的调整操作，缩短了安装施工的时间，增加了本实用新型的适用。