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建筑沉降中采空区上覆地层处理的影响研究 目录 TOC \o 1-9 \h \z \u 目录 1 正文 1 文1：建筑沉降中采空区上覆地层处理的影响研究 1 1、概述 1 2、采空区上方注浆加固体与地基组合作用理论 2 3、有限元模型与结果分析 2 4、结论 6 文2：高层建筑沉降数据处理方法 7 【关 键 词】沉降观测变形观测数据处理 7 1工程概述 7 2沉降观测方案设计 7 3垂直位移观测的数据处理和变形分析 8 参考文摘引言： 9 原创性声明（模板） 10 文章致谢（模板） 11 正文 建筑沉降中采空区上覆地层处理的影响研究 文1：建筑沉降中采空区上覆地层处理的影响研究 1、概述 煤炭开采破坏了原有地应力平衡状态，易引起地表沉陷、临近建（构）筑物结构过大变形等一系列环境岩土问题。开展对采空区影响范围内地质环境综合治理[1]研究日益受到研究者的重视[2] 自上世纪五十年代，国内外学者就对三下采煤防治技术进行了大量研究，离层注浆加固技术是采空区地质灾害治理设计的常用方法[3]。在以往文献中主要侧重于对采空区覆岩移动规律的评价[4，5，6，7，8，9]，很少从地层之间的相关性角度去分析问题。因此，文中借助数值分析方法，考虑覆岩地质特性、注浆区力学特性及分布范围，对采空区上覆地层稳定性作出评价，对临近建筑沉降的影响机制进行研究。 2、采空区上方注浆加固体与地基组合作用理论 等效计算模型： 由于采空区与建筑基础荷载在地层内的影响交叉，需考虑各层的厚度、弹性模量等分层特性的差异性，据此评价建筑地基稳定性，确定地基处理和地层注浆方案，使得建筑沉降控制技术更符合现场。 为了能较真实地反映注浆层、地基的结构特性，文中对建筑与采空区间地层进行简化分层，如图1所示。其中H1、H2和H3分别为建筑地基层、注浆加固层和煤系地层厚度值。 图1采空区上方地层模型示意图 3、有限元模型与结果分析 模型建立 本文采用有限元分析软件ABAQUS，建立的采空区地层模型如图2所示。该模型由两部分组成：基础部分和上部结构部分，其中基础部分参照图1建模，上部结构选用五层的框架结构。模型坐标x、y、z方向分别对应模型的长宽高，其中地基层和注浆层的总尺寸为100m×100m×50m，采空区高度为10m，采空区边界距模型边界20m。上部框架结构基础用50m×50m的薄层模拟。 地基和注浆层的边界条件设为：限制模型四周水平方向的位移，限制采空区底部竖直方向的位移和三个方向的转角。 图2有限元模型 材料属性 本文在对地基层、注浆层和采空区煤柱进行模拟时采用摩尔-库伦本构模型；上层框架采用线弹性本构模型。根据实际工程地质勘查报告，并参考相关文献的试验结果，模型的材料参数如表1所示： 表1模型材料参数 结果分析 根据上表的试验结果建模并分析。为了进一步探明注浆加固的影响规律，得出更具适用性的结论，用模量和厚度的变化值表示地层的不同处理效果，通过改变地基层的弹性模量和加固层厚度，分析不同工况下的数值模拟计算结果，得出适应于类似工程的最佳模量和厚度。 根据表1数据建模并计算分析，在建筑的自重荷载下建筑物和地层整体模型的沉降云图如图3、所示。 由图3所示结果分析可知，在建筑自重荷载下，建筑物和地基整体稳定，未发生建筑倾斜、倾覆现象和地基破坏失效区。根据云图色彩区分，地层变形在地基层和注浆层的分界处有明显突变，表明采用注浆加固和处理后的地层，承载能力显著提高，变形明显减小。 因素分析 模量分析 首先，保持地基层的弹性模量为10MPa不变，通过改变采空区上方注浆加固区的弹性模量，计算不同弹性模量下建筑基底中心点的沉降值，计算结果如表2所示。 图3实际工况建模分析结果 表2不同注浆层弹性模量的基底中心点沉降值 图4不同注浆层弹性模量下基底中心点沉降随荷载变化曲线 为了更为真实地反映地基的沉降随建筑物自重的变化规律，本文将计算按建筑物自重施加比例考虑，模拟建筑物随自重荷载的沉降历程。基底中心点随时间的沉降变化曲线如图4所示。 分析图4和表2的结果可得：提高注浆层的弹性模量可以减小建筑物的沉降。 注浆层的弹性模量在50MPa至150MPa时，沉降值减小的速度较快。继续提升注浆值的弹性模量沉降值变化速度放缓。从曲线的变化趋势来看，图中五条曲线的变化都近似为直线。因此我们可以判断本工况下，注浆层的弹性模量变化尚未引起地基的塑性变形，地基无产生塑性破坏情况。通过对地基最终沉降值的结果分析再结合经济适用等因素，建议在此工况下将注浆层的弹性模量控制在150MPa。 不失一般性，保持注浆层弹性模量不变，通过提高地基层的弹性模量计算不同地基层模量下建筑基底中心点的沉降值。为了最大限度地消除注浆层对计算结果的影响，将注浆层