采空区岩层移动的动态过程与可视化研究

矿山开采引起上覆岩层的移动是一个复杂的动态过程。在岩层的移动和变形过程中岩体具有流变性质，同时岩层的层状组合结构在运动过程中存在时间和空间上的差异。根据流变力学理论和薄板弯曲理论研究了岩层和地表移动的时间、空间过程，推导出考虑时间因数的地表下沉基本公式和获得岩层与地表下沉时间系数的公式。并基于MATLAB软件强大的数学计算和图形功能，开发了相应的模拟地表沉陷动态过程的可视化程序，对某开采煤矿的地表沉陷动态过程进行预测。其预测结果与该矿长期的实际观测资料基本一致，从而为地表沉陷的动态过程预测提供了新的方法。     

三维渗流模型模拟采空区注浆治理过程的研究

在某高速公路采空区优化治理与质量检测研究课题中首次采用三维渗流方程对采空区冒落带、裂隙带的注浆过程进行了数值模拟，其结果令人满意。根据设计的注浆压力和地层条件，利用数值模型来求得注浆量及注浆半径(包括冒落带和裂隙带)，为优化设计提供依据。     

近水平煤层开采上覆岩层运动与沉陷规律相关研究

将近水平煤层开采的上覆岩层运动与地表沉陷作为一个整体系统进行研究,论述了采场上覆岩层的运动规律和裂隙拱的形成及发展变化过程。并结合地表沉陷的GPS观测,确定了针对具体地质条件的地表移动变形边界角、移动角,找到了井下工作面推进位置与地表下沉速度之间的关系。     

采空区上方建筑物地基附近的地表沉陷

根据载荷作用线上水平位移的特征和采空区上覆岩层破断后的结构形态,确定了位移边界条件;给出了采空区上方任意点的沉降位移、地表沉陷、地表水平位移以及建筑群引起的地表沉陷;探讨了在采空区和建筑物载荷的共同作用下地表的移动特性。研究结果表明:建筑物引起的地表沉陷与建筑物和采空区的相对位置有关;建筑物附近的地表下沉随着采空区上覆岩土层厚度的增加而减小,呈非线性变化;在沉降范围内,建筑物两侧地表的水平位移均匀分布,方向相向,均指向建筑物。     

山西煤矿采空区地层特征及勘察方法

在分析山西省煤矿的地层特征、煤层分布以及其采空区的地层特征的基础上,介绍该省煤矿采空区勘察工作中已经使用或建议使用的工程地质调查、钻探、物探、孔内摄像等方法。分析煤矿采空区稳定性,并提出采空区治理建议。     

冀北辽西晚古生代煤系地层中火山碎屑岩层的发现与研究

华北晚古生代聚煤盆地北缘冀北，辽西地区煤系地民支中，有大量的火山碎屑沉积，在地层学和岩石学综合研究的基础上，划分出九种岩石类型和九个喷发旋回，地球化学特征的研究表明，火山碎屑物质直接来自活动大陆边缘或岛弧以中酸性熔岩为主的火山喷发。本文进一步根据火山碎屑岩层的分布进行了区域性煤层对比，取得了新的进展。     

煤炭地下气化过程中顶板岩层移动特征的研究

采用热弹塑性模型,运用有限元软件,对煤炭地下气化的整个过程进行模拟,得出了煤炭地下气化过程中顶板岩层不同位置处的位移,并将其结果与传统煤炭开采的结果进行对比。结果表明:煤炭地下气化和煤炭开采过程中,顶板岩层移动曲线符合负指数函数关系;煤炭气化顶板岩层下沉速度比煤炭开采下沉速度快,且垂直位移较大;离煤层顶板越近,垂直位移越大,特别是直接顶位移急剧增大。     

均匀多岩层褶皱的大变形数值模拟

利用直件大变形力学理论,对均质多岩层在力作用下褶皱的形成过程及结果进行了数值模拟,结果表明当岩层受力两端边界条件对称时,产生的褶皱是对称的;当边界条件不对称时,产生的褶皱的是不对称的,揭示了对称与不对称褶皱产生的力学成因,同时也表明,大变形力学理论在地质构造模拟方面有着良好的应用前景。     

FLAC~(3D)在预测采空区地面沉陷损毁耕地中的应用

采空区地面沉陷损毁地表耕地是地下开采矿山引发的主要地质环境问题之一,通过对佛子冲铅锌矿104号矿体的工程地质条件、采场结构参数及原岩应力场进行调研,并在此基础上运用FLAC~(3D)建立采空区数学模型,对佛子冲铅锌矿104号矿体采空后采空区地压力分布、岩体变形移动等进行模拟与研究,预测采空区地面沉陷损毁地表耕地的程度,并根据矿山的实际情况提出防治措施,为保护矿山采空区沉陷区内的耕地提供依据和参考。     

软硬相间岩层底板变形研究

引入损伤变量ω理论,分析水平状软硬相间岩层在竖向应力下的应力-应变关系：再引用弹性模量E和岩层厚度L两个变形参数建立软硬相间岩层底板变形参数方程,得出竖向应力随着底板深度的增加而减小的规律：运用数值模拟软件,建立煤层开采模型,模拟软硬相间岩层底板在采动作用下的变形过程。通过数值分析底板在采动作用下的应力-应变关系和位移特征,发现竖向应力作用下软岩受到的水平应力比硬岩大,竖向应变也比硬岩大,而竖向应力和水平应变变化不大,认为在采动影响下软硬相间岩层底板中的软岩具有吸收更多的应变能来保护软岩下硬岩的变形特点。     

基于多尺度的老采空区上方建筑物变形分析及预报

老采空区上方地表变形是一个具有复杂性、突然性和长期性等显著特点的非线性过程。在老采空区上方建设生活或服务设施时,必须对老采空区上方地基稳定性和残余变形情况进行评价和预测。基于多尺度经验模态分解（EMD）,提出了老采空区上方地表建筑物稳定性分析及预测新方法。通过实例研究,证实采用多尺度经验模态分解可获得老采空区上方地表建筑物的动态变形细部信号。对各分解尺度进行分析能更准确有效地评价原始数据所反映的建筑物变形特征和进行变形机制研究。同时,实例计算也证实,采用考虑多尺度特征的预测模型可获得比传统方法更优的变形预报精度,为更科学地评价老采空区建筑物稳定性提供理论依据。     

区域工程地质,环境工程地质论文综述

本次大会收入本专题论文70篇,约占大会论文1/3,反映了当今工程地质学的一个非常重要的研究主题。可将之分为下面几个方面进行讨论:地质灾害研究(29篇),区域地壳稳定性评价与地震工程地质(22篇),城市与区域环境地质研究及质量评价(16篇),近海区域工程地质调查和环境地质编图(3篇)。本文对该专题的发展方向进行了讨论。     

世界工程地质学的新潮流

本文论述近几年国际国内工程地质大会研究的重点主题及其变化以及最近(今年8月在日本东京)召开的29届国际地质大会讨论的环境问题,从而反映了世界工程地质学研究的趋势。     

构造地质与工程地质的基本关系

构造地质学是研究各种地质构造及其成生演化的基础地质学 ,工程地质学主要是应用地质学理论尤其是构造地质学理论解决人类工程建设活动中与构造现象和构造活动有密切关系的地质问题的应用地质学。二者的研究目的虽然不同 ,但所研究的主要对象是相同的 ,即都是地质构造 ,所研究的又都是地球变化过程中的构造变动及其各类效应。文中讨论了构造地质学与工程地质学之间的基本关系 ,主要包括地质构造对工程地质环境和工程地质条件的控制作用 ;深部构造、浅部构造以及表层构造动力学特征与区域地壳稳定性之间的关系 ;构造结构面、构造应力场与岩土体稳定性的关系 ;活动构造与工程建筑安全性的关系以及地质构造与崩滑流、地裂缝、地面沉降等地质灾害的关系等问题。     

基于GOCAD的三维工程地质地层建模研究

三维工程地质地层模型的建立能够更为直观地观察城市地下空间的地质结构,能够为岩土勘察、设计和施工提供辅助参考。论文依据《长春市两横两纵快速路系统——二环路工程（二段标）岩土工程勘察报告（详勘）》中提供的钻孔数据,采用GOCAD三维地质建模软件建立了研究区局部路段地层分布的三维工程地质地层模型。通过应用实例证明,GOCAD软件具有快速建模,可视化效果良好的特点,能够较真实地反映地层实际分布情况,将其应用于岩土工程的勘察工作中是切实可行的。     

工程地质学面临的几个困难

本文就岩土体的不连续性问题,岩体变形破坏的微观机制问题及时空问题,岩体的大变形与小变形问题,进行了讨论。     

岩体工程地质综述报告

本文概述本次大会有关岩体工程地质的定性、定量分析问题及确定性与不确定性问题,岩体微结构及应用,岩体赋存环境、岩体构造、灾害防治等方面的进展。     

上海市工程地质结构特征

根据前人的研究,结合三维城市地质调查取得的阶段成果,对上海市域工程地质研究程度、工程地质层的划分及其工程地质结构特征、工程地质分区及分区评价进行了论述。     

第四届全国工程地质大会学术总结

本文为第四届全国工程地质大会的学术总结。作者在分析大会文集,参加学术讨论交流的基础上,指出了当前国内工程地质研究所取得的主要学术成就与进步以及今后的发展方向。