本書總結作者近年來對采空區地質條件下道路修筑技術領域的研究成果，結合國內外相關文獻，依托實際道路工程，圍繞下伏采空區的綜合探測技術、采空區與道路相互作用的路基穩定性分析、采空區綜合處治技術、交通荷載影響下的采空區道路修筑技術及采空區修筑監控技術等進行系統的論述，以期為此類工程建設提供詳盡的數據和工程經驗，規范此類施工項目的施工工藝，保障采空區地質條件下道路工程的施工質量。
目錄
第1章 緒論 1
1.1 采空區的概念 2
1.2 采空區的形成 2
1.3 采空區的三帶劃分 3
1.3.1 冒落帶 4
1.3.2 裂隙帶 4
1.3.3 彎曲帶 4
1.4 采空區的危害 5
1.4.1 采空區的危害的表現形式 5
1.4.2 采空區對公路的危害 7
1.4.3 采空區對公路危害程度的評價 8
1.5 工程概況 9
1.5.1 交通概況 9
1.5.2 地形地貌 9
1.5.3 氣象條件 9
1.5.4 水文條件 10
1.5.5 地質構造及地層巖性 10
1.5.6 煤礦開采情況 12
參考文獻 13
第2章 基于綜合無損探測的采空區探測技術 15
2.1 采空區探測技術研究進展 16
2.2 采空區勘探原則 17
2.3 物探方法簡介 18
2.3.1 電法勘探 18
2.3.2 地震法勘探 19
2.3.3 電磁法勘探 19
2.3.4 地球物理測井 20
2.3.5 放射性法勘探 21
2.3.6 微重力法勘探 21
2.3.7 各種物探方法的使用條件及特點 21
2.4 高密度電阻率法探測采空區 22
2.4.1 商密度電阻率法基本原理 22
2.4.2 電極排列方式 23
2.4.3 三種裝置的適應條件與聯系 23
2.4.4 高密度電阻率法的特點 23
2.4.5 高密度電阻率法探測的應用 21
2.5 瞬態瑞利波法探測采空區 20
2.5.1 瞬態瑞利波法探測采空區的研究進展 25
2.5.2 瑞利波的傳播特性 26
2.5.3 瞬態瑞利波法的探測結果 27
2.6 公路下伏采空區瞬態瑞利波傳播數值模擬 30
2.6.1 瞬態瑞利波傳播正演模擬研究進展 30
2.6.2 瑞利波在不同類型采空區中的傳播正演數值模擬 31
2.6.3 工程應用 45
參考文獻 46
第3章 下伏采空區路基穩定性 19
3.1 采空區穩定性評價研究進展 50
3.1.1 預測法 50
3.1.2 解析法 51
3.1.3 數值模擬法 51
3.2 基于采空區活躍期的路基沉降變形數值分析 52
3.2.1 有限元模型建立 53
3.2.2 本構模型 54
3.2.3 材料參數 56
3.2.4 邊界條件 58
3.2.5 計算工況 58
3.2.6 計算結果分析 59
3.3 下伏采空區道路路基沉降預測模型 66
3.3.1 沉降預測棋型優選 66
3.3.2 建立預測模型 68
3.3.3 修正后的預測模型驗證 70
3.4 交通荷載作用下采空區道路路基沉降分析 73
3.4.1 采空區路基沉降有限元模型 74
3.4.2 計算工況 78
3.4.3 計算結果分析 78
參考文獻 87
第4章 基于相互作用的采空區綜合處治技術 89
4.1 采空區的探測與分類 90
4.1.1 采空區的探測 90
4.1.2 下伏采空區的分類 92
4.2 強夯法 94
4.2.1 強夯法原理 94
4.2.2 強夯法施工流程 95
4.2.3 采空區位置確定 90
4.2.4 強夯方案設計 96
4.2.5 施工要點 96
4.3 注漿法 97
4.3.1 注漿處理方法 97
4.3.2 注漿材料的選擇 98
4.3.3 注漿充填工藝流程 98
4.3.4 注漿方案設計 98
4.3.5 鉆孔 100
4.3.6 注漿技術條件要求 100
4.3.7 注漿操作 101
4.3.8 注漿充填參數的確定 101
4.4 綜合治理 102
參考文獻 104
第5章 基于協同作用的采空區道路修筑技術 107
5.1 國內外研究進展 108
5.1.1 開采沉陷預測理論 108
5.1.2 采空區與公路相互作用機理 108
5.1.3 采空區地基治理與公路抗變形結構 109
5.1.4 級配碎石過渡路面結構 109
5.2 基于下伏采空區沉降的過渡性路面結構 112
5.2.1 影響采空區路基穩定的因素 112
5.2.2 沉降理論 113
5.2.3 過渡路面結構 115
5.2.4 地層劃分與幾何模型的建立 116
5.2.5 本構模型與材料參數的選取 117
5.2.6 四種不同路面結構的不均勻沉降分析 120
5.3 交通荷載對路面結構的影響分析 121
5.3.1 采空區上方公路結構在標準軸載作用下的響應分析 121
5.3.2 計算結果與分析 122
5.3.3 四種路面結構在交通荷載作用下的彎沉和應力的對比分析 125
5.4 采空區位置對路基沉降的影響分析 126
5.4.1 采空區臨界安全區域的確定 126
5.4.2 采空區處于不同深度時的路基沉降分析 127
5.4.3 采空區處于不同橫向位置時的路基沉降分析 132
參考文獻 135
第6章 采空區黃土邊坡處治技術 137
6.1 國內外研究進展 138
6.1.1 黃土的非線性本構模型 138
6.1.2 黃土土性參數的不確定性與黃土邊坡系統的非線性特征 139
6.1.3 黃土邊坡的破壞機理 139
6.1.4 黃土邊坡穩定性分析理論和方法 139
6.2 工程概況 141
6.2.1 邊坡地質條件 141
6.2.2 高邊坡特征 142
6.3 高邊坡穩定性分析計算 144
6.3.1 地質分析法 145
6.3.2 邊坡穩定的通用算法分析 145
6.3.3 邊坡穩定的數值計算分析 148
6.4 高邊坡主動防護技術 150
6.4.1 黃土狀粉質黏土邊坡卞動防護 151
6.4.2 卵石及強風化泥巖邊坡主動防護 152
參考文獻 154
第7章 下伏采空區路基沉降監測技術 157
7.1 國內外研究進展 158
7.1.1 下伏采空區路基變形監測 158
7.1.2 路基沉降監測與預測 159
7.2 工程實例 160
7.2.1 工程概況 160
7.2.2 公路路基處理 160
7.3 采空區公路變形特征與監測 162
7.3.1 路基變形機理與特征 162
7.3.2 采空區公路變形監測方案 163
7.3.3 應用實例 166
7.4 采空區路基沉降監測結果分析 167
7.4.1 沉降曲線 167
7.4.2 基于實測數據的采空區穩定性評價 168
7.5 采空區路基沉降預測與評估 168
7.5.1 灰色預測模型 168
7.5.2 預測結果與評估 170
參考文獻 170
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