断层对采空区地表沉降影响的模拟

吉林大学学报(地球科学版) ›› 2012, Vol. 42 ›› Issue (6): 1834-1838.

断层对采空区地表沉降影响的模拟

张敏，佴磊，郭源，吕岩

吉林大学建设工程学院，长春130026

收稿日期:2012-03-06 出版日期:2012-12-26 发布日期:2012-11-26
作者简介:张敏（1986-），女，博士研究生，主要从事地质工程及地质灾害方面的研究，E-mail:zhangmin7913@126.com
基金资助:
高等学校博士学科点专项科研基金项目(98018706)

Simulation on Influence of Fault on Goaf Surface Subsidence

Zhang Min，Nie Lei，Guo Yuan，Lü Yan

College of Construction Engineering, Jilin University, Changchun130026, China

Received:2012-03-06 Online:2012-12-26 Published:2012-11-26

摘要/Abstract

摘要： 断层是影响采空区地表沉降的重要因素。针对这一问题，采用数值模拟的方法，建立矿山地层、断层和采空区的三维地质模型，对比有无断层时，采空区地表沉降的变化规律，并详细分析了断层倾角、断层与采空区相对位置关系、断层摩擦强度等因素对沉降规律的影响。研究表明：断层不仅对采空区沉降起放大作用，同时对地表沉降变形起隔断作用。断层的存在使地表塌陷盆地中心向断层方向偏移。断层倾角在40°~50°时，地表沉降量出现最大值;断层倾角在35°~40°时，采空区顶板下沉量出现最大值。随着断层抗剪强度的减弱，采空区地表沉降量增大；但当断层的内摩擦角大于或等于周围地层的内摩擦角时，断层内摩擦角的增大对地表沉降量的影响不明显。

关键词: 采空区, 沉降规律, 断层, 数值模拟, 沉降

Abstract: Fault is an important factor to influence ground subsidence above goaf. To solve this problem, a 3-D geological model of the goaf has been built by using the numerical method. To contrast the existence of the fault, the rule of the goaf surface subsidence has been discussed. The settlement which are affected by the dip angle of a fault, its relative position with the mined-out zone, and its mechanical properties are analyzed in detail. The research shows that the fault enlarges the settlement values, and discontinues the surface deformation. The existence of the fault makes the settlement basin center deviate to the fault side. When the dip angle of a fault is between 40 to 50 degrees, the maximum volume of the surface subsidence appeared. When the dip angle is between 35 to 40 degrees, the maximum volume of the goaf roof subsidence appeared. The decline of the shear strength of fault accelerates the settlement value, and as it approaches or exceeds the soil friction angle, this relation is weakened.

Key words: goaf, settlement law, fault, numerical simulation, subsidence

中图分类号:

P642.2

张敏，佴磊，郭源，吕岩. 断层对采空区地表沉降影响的模拟[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2012, 42(6): 1834-1838.

Zhang Min，Nie Lei，Guo Yuan，Lü Yan. Simulation on Influence of Fault on Goaf Surface Subsidence[J]. Journal of Jilin University(Earth Science Edition), 2012, 42(6): 1834-1838.

参考文献

相关文章 15

[1]	雷怡, 帅飞翔, 孙红月, 张泽坤, 熊超. 边坡负压排水非稳定流研究[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2022, 52(1): 162-.
[2]	韩复兴, 王若雯, 孙章庆, 高正辉. 地震声波数值模拟中人工边界条件的差别与组合[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2022, 52(1): 261-.
[3]	师文豪, 杨天鸿. 渗流应力耦合作用下顺倾向层状边坡各向异性渗流特征数值模拟[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2021, 51(6): 1783-1788.
[4]	余莉, 张钰, 王维玉, 韩子豪, 赵拓. 基坑装配式可回收支护和桩锚支护结构的受力与变形分析[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2021, 51(6): 1789-1800.
[5]	魏家斌, 王卫东, 吴江斌. 免共振沉桩过程对地表振动影响的FLAC^3D数值模拟[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2021, 51(5): 1514-1522.
[6]	彭恺然, 刘红帅, 平新雨, 程旷. CFD-DEM耦合模拟中拖曳力模型精度[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2021, 51(5): 1400-1407.
[7]	秦胜伍, 张延庆, 张领帅, 苗强, 程秋实, 苏刚, 孙镜博. 基于Stacking模型融合的深基坑地面沉降预测[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2021, 51(5): 1316-1323.
[8]	李立云, 王子英, 王晓静, 杜修力. 近铁路基坑通风井段变形特征及其机制分析[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2021, 51(5): 1441-1451.
[9]	蔡晓光, 徐洪路, 李思汉, 张少秋. 地震作用下返包式加筋土挡墙数值模拟[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2021, 51(5): 1416-1426.
[10]	林波, 云露, 张旭, 肖重阳, 况安鹏, 徐学纯, 曹自成. 一种板内小尺度走滑断层平面分段研究方法——以塔里木盆地顺北5号断层中北段为例[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2021, 51(4): 1006-1018.
[11]	程蕊, 朱琳, 周佳慧, 郭高轩, 郭琳, 李蕙君, 陈蓓蓓. 北京潮白河冲洪积扇地面沉降时空异质性特征及驱动因素分析[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2021, 51(4): 1182-1192.
[12]	刘峻桥, 吕延防, 付广, 胡欣蕾, 史集建, 孙同文. 斜坡区断层圈闭发育部位及其形成时期识别方法及应用——以冀中坳陷文安斜坡为例[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2021, 51(2): 355-366.
[13]	张丹凤, 方石, 邱善坤. 断层封启性的研究现状与发展方向[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2021, 51(1): 65-80.
[14]	李一赫, 王殿举, 于法浩, 刘志强. 下刚果盆地白垩系盐构造的形成演化[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2020, 50(6): 1628-1638.
[15]	吕雅馨, 骆祖江, 徐成华. 南京汤山地区地热水资源评价[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2020, 50(6): 1844-1853.

Metrics

Viewed

Full text

Abstract

Cited

Shared

Discussed