[发明专利]一种确定地震作用下存在废弃采空区的地表附加沉降方法

权利要求书

1.一种确定地震作用下存在废弃采空区的地表附加沉降方法，其特征在于，为了解充填开采并废弃后的采空区遇地震时引起的上覆岩层变化，进而保证上部地表处路基不因地震产生附加沉降而影响正常使用，对充实率为0.85、0.9、0.95，地震加速度为0.2g,0.3g,0.4g时的采空区及上覆岩层进行模拟；对复杂的岩层进行建模，并引入充填开采和地震的模拟方法，得到了采空区上覆岩层运移、应力，及地表路基沉降特征；其包括如下步骤：岩体模型的建立、采空区充填模型的建立、地震的施加；本发明可用于得到废弃矿区由于地震产生的附加地表沉降，给出符合公路路基正常工作的采空区充实率和地震加速度组合方案。

2.根据权利要求1所述的公路路基正常工作，其特征在于，路基范围内地面沉降量不超过0.3m，路基地面宽26.5m。

3.根据权利要求1所述的岩体模型的建立，其特征在于，考虑到岩土体形成过程是由于风化、沉积等作用使颗粒在竖直方向从下到上逐层堆积形成的，并经过自然压实的过程，使用下落法构造模型。

4.根据权利要求1所述的采空区充填模型的建立，其特征在于，对于充填模拟方法为将煤颗粒粒径按照充实率缩小，然后修改这些颗粒的物理属性为充填体属性；充填体拟采用矸石，物理性质为：密度1.9t/m³、体积模量2.0/GPa、剪切模量1.8/GPa、摩擦角5°；颗粒粒径从煤转换充填体所乘系数为：充实率为0.85，系数为0.9473；充实率为0.9，系数为0.9655；充实率为0.95，系数为0.983。

5.根据权利要求1所述的地震的施加，其特征在于，使用FISH函数构造水平向正弦波速度时间曲线且作用在模型底部颗粒上进行地震模拟；地震震动波的峰值加速度分别为0.2g、0.3g、0.4g，阻尼为0.157；同时根据相关地震规范，该地区为第一组二类场地，特征周期，特征频率为；这里所用时程曲线为频率为5Hz，震动时间为20s，1-10s为加速度增加阶段，10-15s为峰值阶段，15-20s为加速度减小阶段。