第1章开采沉陷损害类型及特征PPT.ppt

2010国家级精品课程 开采损害与环境保护;绪 论;绪 论;绪 论;绪 论;第十四章 村庄、城镇建筑物的地上保护措施 第十五章 开采沉陷盆地土地治理 第十六章 矿山固体废弃物处理 第十七章 矿区水环境与水资源化 第十八章 矿山环境质量评价 第十九章 开采损害防治新理论、新技术及其应用 第二十章 矿区环境与可持续发展;第一章 开采沉陷损害类型及特征;第一章 开采沉陷损害类型及特征;二、沉陷土地损害形式 开采沉陷引起土地损害的形式可归纳为以下几种形式： （一）开采沉陷引起的地表裂缝、台阶下沉、塌陷坑及滑坡破坏。这种地表非连续变形破坏对土地的损害也最为严重。陕西开采时间最长的铜川矿区，由于开采形成的地裂缝比比皆是（图1-1），市区内因采动引起的新老滑坡154处，崩塌和坠落体351处。; 澄合矿区巨厚湿陷性黄土覆盖层开采地表裂缝经雨水冲刷、侵蚀后形成塌陷破坏坑（图1-2）和泥石流等地质灾害。;(二)降低了地表标高，形成低洼积水坑或沼泽地。 (三)开采引起湿陷性黄土裂缝损害。 湿陷性黄土的抗拉伸变形能力很小，采动极易形成垂直裂缝地表破坏。在地表水冲刷和地下水流动的作用下，采动地表裂缝扩大，裂缝间联通形成地表塌陷坑或冲刷沟破坏。其次当这种采动裂缝出现在坡体位置时，会导致大面积的滑坡、坍塌灾害发生。 ;三、土地沉陷损害分级 开采沉陷土地损害程度与开采深度关系相当密切，一般条件下，当深厚比H/m?40时，地表将产生极为严重的裂缝，塌陷坑破坏，土地损害严重；当深厚比H/m=40～200时，地表产生不同程度的变形破坏，土地受到一定程度的损害；深厚比H/m?200时，土地损害较轻。; 我国目前还没有关于土地沉陷损害的分级标准，根据土地沉陷的特点一般可将土地沉陷损害分为4个等级(见表)。;第二节 开采沉陷房屋损害; 2. 倾斜对房屋的损害 地表倾斜后，将引起房屋的歪斜。房屋倾斜会导致房屋重心偏离，产生附加倾覆力矩，承载结构内部将产生附加应力，基础承载压力重新分布。地表倾斜尤其对高层建筑物的损害明显，甚至会引起楼房底层发生下水道倒流等现象，影响正常生活???使用。; 3.地表曲率对房屋的损害 地表曲率变形将原来房屋的平面基础变为曲面形状。这样，建筑物的荷载与基础土壤反力间的初始平衡状态就遭到了破坏。在正负曲率作用下，房屋都会受到损害。房屋在受到正、负曲率影响下，将使地基反力重新分布，而使房屋墙壁在竖直面内受到附加的弯矩和剪力的作用，其值超过房屋基础和上部结构的极限强度时，房屋就会出现裂缝。图1-3是地面房屋在正负曲率作用下的受力状态。; 在正曲率作用下，房屋产生倒八字形裂缝，裂缝最大宽度在其上端；在负曲率作用下，房屋产生正八字形裂缝，裂缝的最大宽度在其下端。在采深较小、建筑物整体尺寸较大的条件下，地表曲率变形对建筑物的损害较严重，一般当采深采厚比H/m?30时，地表将产生较为严重的裂缝、塌陷坑等非连续移动变形破坏，对房屋损害也极为严重；当深厚比H/m?300时，地表曲率变形对房屋影响就较小。 ; 4.地表水平变形对房屋的损害 地表水平变形对房屋的破坏作用很大，尤其是拉伸变形。由于房屋的抵抗拉伸能力远小于抵抗压缩的能力，所以较小的地表拉伸变形就能使房屋产生开裂性裂缝，砖砌体的结合缝，房屋的结构点（如房梁）易被拉开。当压缩变形较大时，可使房屋墙壁、地基压碎，地板鼓起产生剪切和挤压裂缝，可使门窗洞口挤成菱形，纵墙或围墙产生褶曲或屋顶鼓起。;5.剪切变形对房屋的损害 当房屋处于下沉盆地主断面上，但其方位与回采区段斜交，或者房屋处于下沉盆地非主断面位置时，在地表剪切变形作用下，房屋的纵横基础间将产生相对转动，从而使房屋改变了原有的平面形状。 6.扭曲变形对房屋的损害 由于两个横墙处的地表倾斜值不同，导致了地表沿房屋的纵轴中心线产生了扭曲变形，导致房屋扭转变形的产生。; 开采引起的房屋损害类型见图1-4所示。;;;表1-3 建筑物（土筑平房）破坏（保护）等级与地表变形的关系;第三节 地面及地下构筑物损害;图1-5 采动引起轨道横向扭曲变形;2.地表纵向倾斜移动变形损害 地表纵向倾斜变形使道路爬行坡度增大，两站之间的区间坡度大于1:80（12.5‰）时车辆行使困难，可能会破坏列车的正常运行和调车场的工作，为此需要增加列车的牵引力和制动力。采动线路中出现高差大于200mm的鞍形断面或盆形断面时，为了恢复轨道的正常坡度，必须进行大量的维修作。 3.地表波浪起伏沉陷损害 开采地表压缩变形的挤压力，通过路基传递给路面，一般情况下公路路面的抗挤压能力很小，在挤压变形作用下，公路路面波浪起伏，在这种条件下高速行驶的车辆会腾空，