厚松散含水層失水沉降相似模擬實驗研究

陳芳， 張勁滿， 徐良驥， 李杰衛， 徐瑞瑞， 張坤

(1.東莞職業技術學院 建筑學院， 廣東 東莞 523808； 2.中國礦業大學(北京) 地球科學與測繪工程學院， 北京 100083； 3.安徽理工大學 空間信息與測繪工程學院， 安徽 淮南 232001； 4.安徽理工大學 深部煤礦采動響應與災害防控國家重點實驗室， 安徽 淮南 232001； 5.浙江省地質勘查局 浙江省地礦建設有限公司， 浙江 杭州 310052； 6.安徽省煤田地質局， 安徽 合肥 230088)

0 引言

我國厚松散層礦區分布在東北、華中及華東地區[1-2]，且華東“兩淮”礦區的厚松散層分布有豐富的含水層[3]，厚松散含水層地質條件下煤層開采引起的地表沉陷表現為下沉系數偏大、土體受損區域范圍廣，研究厚松散含水層地質條件下覆巖破斷及變形規律具有重要意義[4-5]。

一些學者對厚松散層下開采進行了研究。文獻[6-7]通過實測數據研究發現采動后地表含水層失水固結，造成附加采動下沉，導致下沉系數偏大。文獻[8-9]研究了含水層失水固結沉降機理，對含水層失水引起的地表下沉進行預計，可提高沉陷預計精度。文獻[10]通過FLAC3D流-固耦合計算，得出含水層失水固結條件下最大下沉值較不失水時增加7%。文獻[11]針對華東礦區厚松散層失水固結沉降引起的井壁破壞問題，研究了不同水位條件下地表失水固結沉降特征。文獻[12]采用現場實測和相似材料模擬實驗等手段，針對淮南礦區下沉值偏大現象進行了探究。文獻[13]采用理論分析、現場實測及數值模擬等綜合手段，探究厚松散層薄基巖綜放開采條件下覆巖破斷機理及該地層狀態下的采動裂隙演化規律。……