深厚含水松散层的工程特性及其在矿区的应用PDF电子书下载

1　研究现状与研究内容 1

1.1 矿区疏水引起深厚含水松散层变形及井筒破坏的研究现状 2

1.1.1 采矿对深厚含水松散层变形的影响 2

1.1.2　矿区疏水引起深厚含水松散层变形与井壁破坏的情况 3

1.1.3 井壁破坏的治理措施和类型 10

1.1.4 国内相关研究现状 12

1.1.5　主要观测、试验手段 16

1.1.6 国外研究情况 17

1.2　城市疏水引起地表沉降的研究现状 18

1.2.1　疏水引起城市地表沉降概况 18

1.2.2　地层固结和地表沉降计算模型的研究 20

1.3　主要研究思路和内容 21

1.3.1 问题的提出 21

1.3.3　主要研究内容 23

1.3.2　研究思路 23

2　深部土的工程特性 26

2.1　饱和粘土性质的一些基本概念 26

2.2　华东矿区典型矿井土的性质 27

2.2.1　兴隆庄矿土的性质 27

2.2.2　海孜矿土的性质 29

2.3　深厚饱和粘土的物理特性 35

2.3.1 粘土的物理状态 35

2.3.2　粘土的密度 42

2.4　深部土层的矿物成分及粒度组成 44

2.4.1　粘土的矿物成分特征 44

2.4.2　含水层砂土的粒度成分 44

2.5　本章小结 44

3　深部粘土的力学特性 51

3.1　埋深对粘土力学性质的影响 51

3.2.2　液性指数对深部粘土力学性质的影响 54

3.2　粘土湿度与强度的关系 54

3.2.1　液性指数与强度的关系 54

3.2.3　粘土固结曲线的变化特征 57

3.2.4　深部粘土强度的“上、下限取值法” 58

3.3　深部粘土力学特性的专门试验研究 59

3.3.1　粘土高压入渗试验 59

3.3.2　深部原状粘土高压入渗试验的方法和结果 60

3.3.3　试验结果分析 64

3.4　深部砂土三轴试验 66

3.5　本章小结 69

4　黄淮地区深厚松散层水文地质特征及其受采矿的影响 71

4.1　黄淮地区深厚松散层结构特征 71

4.1.1 岩性的多层复合结构 71

4.1.2　岩性的平面分布特征 74

4.2.1 水体类型及其水动态 75

4.2　采矿对松散含水层地下水动态的影响 75

4.2.2 地层的水文地质结构类型分析 77

4.3　采矿对松散层水体的波及形式及工程影响 79

4.3.1 采矿对松散层水体的波及形式 79

4.3.2　对某些工程现象的解释 80

4.4　本章小结 80

5　松散层竖向变形特征及分析 81

5.1　兴隆庄地层压缩变形特征 81

5.1.1 累计压缩变形的观测结果及分析 81

5.1.2　各层位变形速率 84

5.2　地层压缩变形计算模型 87

5.2.1 时间因素模型 87

5.2.2　水位降因素模型 89

5.2.3　地层压缩率计算模型 91

5.3.1　地层结构性质与水动态 92

5.3　临涣矿区松散层变形特征 92

5.3.2　松散层沉降、变形特征 95

5.4　关于深部粘土层固结压缩范围的分析 101

5.5　本章小结 102

6　松散层水平移动观测与分析 104

6.1　水平移动观测方法 104

6.2　地层水平移动 106

6.2.1 深厚松散层水平移动特征 106

6.2.2　松散层深部出现集中水平移动 108

6.3　松散地层相对水平移动 109

6.3.1 主副井地层相对水平移动 109

6.3.2 东风井地层相对水平移动 110

6.4　松散层水平移动的机理分析 112

6.5　本章小结 113

7.1 松散层固结对井筒影响数值模拟的背景 114

7　松散层变形对井筒影响的数值模拟分析 114

7.2　数值模拟理论和模型介绍 116

7.2.1 计算选用的本构模型 116

7.2.2　数学模型和计算方案 121

7.3　周年级计算结果及分析 126

7.3.1　周年级计算地层、井壁压缩 126

7.3.2 周年级计算地层、井壁应力 129

7.4　季度级计算结果及分析 133

7.4.1 季度级地层、井壁变形 133

7.4.2　季度级井壁的应力变化 137

7.5　地层注浆对井壁影响分析 138

7.5.1　地层注浆对井壁影响的计算方案 138

7.5.2　地层注浆对井壁应力的影响 139

7.5.3　地层水平移动 145

7.6　地层的弯曲 149

7.7.1 套壁治理措施的计算方案 152

7.7　套壁治理措施的理论分析 152

7.7.2　套壁段高度对治理效果的影响分析 153

7.7.3　套壁材料硬度对井壁应力的影响 156

7.7.4　原井壁开卸压槽或破坏后套壁 157

7.7.5　套壁与壁后注浆联合使用 159

7.8　本章小结 159

8　地层变形对建筑物的影响 162

8.1　井壁卸压槽应力、变形与地层变形的关系 162

8.1.1 井壁卸压槽应力、变形观测站 162

8.1.2 卸压槽应力、变形与地层变形关系 163

8.2　主、副井井塔地基沉降 167

8.3　建筑物裂缝观测及分析 168

8.3.1 建筑物裂缝观测站布置 168

8.3.2 建筑物裂缝观测结果及分析 169

8.4 本章小结 170

9.1.1 井壁第一次破坏和治理概况 172

9　工程应用实例——兴隆庄矿西风井二次治理工程 172

9.1　井筒破坏与治理情况 172

9.1.2　井壁再次破坏情况 174

9.1.3　第一次治理工程的不足之处 175

9.2　应用研究成果改进二次治理方案 176

9.2.1 确定卸压槽位置 176

9.2.2　未在二隔井壁段增设卸压槽 176

9.2.3　根据观测成果预计地层变形 177

9.2.4　地层注浆设计 177

9.3　二次治理工程方案 178

9.3.1 工程方案的内容 178

9.3.2　经济对比分析 180

9.3.3　推荐治理方案 180

参考文献 183