采煤沉陷區(qū)建筑地基穩(wěn)定性分析方法對(duì)比研究

李宇宸，朱曉峻，劉 輝

(1.安徽大學(xué) 資源與環(huán)境工程學(xué)院，安徽 合肥 230601；2.安徽省礦山生態(tài)修復(fù)工程實(shí)驗(yàn)室，安徽 合肥 230601)

0 引 言

煤炭資源的開(kāi)采必然會(huì)產(chǎn)生不同程度的地表沉陷，我國(guó)采煤沉陷區(qū)分布廣，沉陷面積巨大。根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，截止2017年，我國(guó)共有23個(gè)省(市、區(qū))151個(gè)縣(市、區(qū))分布有采煤沉陷區(qū)，采煤沉陷區(qū)面積達(dá)20 000 km2，部分煤炭資源型城市沉陷面積超過(guò)城市總面積的10%[1-2]。采煤沉陷區(qū)的治理問(wèn)題是礦山工筆者與相關(guān)科研人員近階段研究的重要課題之一，隨著城市的擴(kuò)張，建筑用地緊張，荒廢的礦區(qū)土地資源逐漸被利用，為科學(xué)的利用沉陷區(qū)進(jìn)行地面建筑，保證新建建筑物的安全正常使用，必須對(duì)遭受采煤破壞的不良地基進(jìn)行地基穩(wěn)定性分析。

沉陷區(qū)的地基穩(wěn)定性分析工作是沉陷區(qū)新建建筑物的重要保障，建筑地基的穩(wěn)定性分析是一個(gè)極其復(fù)雜的力學(xué)問(wèn)題,受多種因素的綜合影響，主要包括煤層的開(kāi)采條件、巖層的物理性質(zhì)以及地表建筑物荷載[3]。新建建筑物的荷載可能打破采動(dòng)巖體系統(tǒng)內(nèi)部已經(jīng)形成的相對(duì)平衡的應(yīng)力狀態(tài)，引起采空區(qū)“活化”，導(dǎo)致地面新建建筑物破壞。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)礦區(qū)建筑地基穩(wěn)定性進(jìn)行了大量的研究工作，主要從覆巖的性質(zhì)、應(yīng)力分布入手，研究破壞機(jī)理、分帶性、地表變形規(guī)律等[4-5]，總結(jié)出概率積分法[6-10]、力學(xué)解析[11-12]、數(shù)值模擬[13-16]、非線性評(píng)價(jià)法[17-19]、經(jīng)驗(yàn)公式法[20]等地基穩(wěn)定性的分析方法，但是目前對(duì)沉陷區(qū)地基穩(wěn)定性分析方法的選取缺乏統(tǒng)一意見(jiàn)，數(shù)值模擬的難點(diǎn)在于破裂巖體參數(shù)的選取，計(jì)算結(jié)果多用于參考；……