地表动态沉陷变形的3个阶段与变形速度的研究-煤炭学报.PDF

　第３１卷第４期 煤　　炭　　学　　报 Ｖｏｌ．３１　Ｎｏ．４　 　２００６年 ８月 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＣＨＩＮＡＣＯＡＬＳＯＣＩＥＴＹ Ａｕｇ．　 ２００６　 　　文章编号：０２５３－９９９３（２００６）０４－０４２０－０５ 地表动态沉陷变形的３个阶段与变形速度的研究 １，２ １ 黄乐亭 ，王金庄 （１中国矿业大学 （北京）资源与安全工程学院，北京　１０００８３；２煤炭科学研究总院唐山分院，河北 唐山　０６３０１２） 摘　要：将地表动态沉陷变形发展变化的全过程划分为下沉发展、下沉充分和下沉衰减３个阶 段，分析了这３个阶段地表沉陷变形的发展变化规律，提出了地表沉陷变形速度的新概念，研究 了地表下沉过程中的地表倾斜变形速度和水平变形速度的发展变化规律，给出了建筑物易受损坏 的危险期，水平拉伸 （或压缩）变形速度量大于拉伸 （或压缩）变形值最大阶段． 关键词：地表动态沉陷变形；地表变形速度；下沉；阶段 中图分类号：ＴＤ３２５４　　　文献标识码：Ａ Ｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｔｈｒｅｅｓｔａｇｅｓａｎｄｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｖｅｌｏｃｉｔｙｏｆｄｙｎａｍｉｃ ｓｕｒｆａｃｅｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ １，２ １ ＨＵＡＮＧＬｅｔｉｎｇ ，ＷＡＮＧＪｉｎｚｈｕａｎｇ （１ＳｃｈｏｏｌｏｆＲｅｓｏｕｒｃｅａｎｄＳａｆｅｔｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＭｉｎｉｎｇａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｂｅｉｊｉｎｇ），Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００８３，Ｃｈｉｎａ；２ＴａｎｇｓｈａｎＢｒａｎｃｈ， ＣｈｉｎａＣｏａｌＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｔａｎｇｓｈａｎ　０６３０１２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｗｈｏｌｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｄｙｎａｍｉｃｓｕｒｆａｃｅｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｗａｓｄｉｖｉｄｅｄｉｎｔｏｓｕｃｈｔｈｒｅｅｓｔａｇｅｓａｓｓｕｂ ｓｉｄｅｎｃｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，ｆｕｌｌｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅａｎｄｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄｖａｒｉａｔｉｏｎｌａｗｓｏｆｓｕｒｆａｃｅ ｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｓｅｔｈｒｅｅｓｔａｇｅｓｗｅｒｅｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙａｎａｌｙｚｅｄ，ａｎｄａｎｅｗｃｏｎｃｅｐｔ“ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｖｅｌｏｃｉｔｙ ｉｎｓｕｒｆａｃｅｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ”ｗａｓａｌｓｏｐｕｔｆｏｒｗａｒｄ．Ｗｈａｔ’ｓｍｏｒｅ，ａｒｅｓｅａｒｃｈｗａｓｍａｄｅｏｎｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄｖａｒｉａｔｉｏｎ ｌａｗｓｏｆｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｖｅｌｏｃｉｔｙｉｎｓｕｒｆａｃｅｔｉｌｔａｎｄｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｖｅｌｏｃｉｔｙｉｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｓｕｒｆａｃｅｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ， ａｎｄｄａｎｇｅｒｏｕｓｐｅｒｉｏｄｓｏｆｂｕｉｌｄｉｎｇｓｌｉａｂｌｅｔｏｂｅｄａｍａｇｅｄｗｅｒｅｇｉｖｅｎａｓｗｅｌｌ，ｉｔｉｓｔｈｅｓｔａｇｅｆｒｏｍｍａｘ．ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｖｅｌｏｃｉｔｙｏｆｈｏｒｉｚｏｎｓｔｒｅｔｃｈ（ｏｒｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）ｔｏｍａｘ．ｓｔｒｅｔｃｈ（ｏｒｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｖａｌｕｅ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｙｎａｍｉｃｓｕｒｆａｃｅｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ；ｓｕｒｆａｃｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｖｅｌｏｃｉｔｙ；ｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ；ｓｔａｇｅ 　　 地下开采引起的地表沉陷变形是一个复杂的随时间和空间变化的四维问题，是空间和时间的连续函 数．通常使用的稳定状态的地表沉陷变形规律，仅是地表沉陷变形终止的一个特例．为了正确指导解决建 筑物等压煤开采问题，需掌握地表沉陷变形的全过程，才能够预计开采过程中回采工作面位于任一位置 时，地表变形的分布规律、最大变形值及其出现的位置和时间，以便合理地布置开