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《中国矿业大学》 2011年
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老采空区残余沉降非线性预测理论及应用研究

王正帅  
【摘要】:老采空区上方兴建建(构)筑物作为一项行之有效的采矿塌陷地利用措施,兼具增加建设用地、恢复地物景观、改善矿区生态环境等优点,在采矿塌陷地治理中有着广阔的应用前景。本文在收集、分析老采空区地表沉陷资料的基础上,采用非线性理论,系统研究了老采空区时空变形规律、预测方法及预测参数体系,构建了老采空区上方建筑地基稳定性评价模型,为老采空区上方建筑利用提供了必要的技术支持。主要成果如下: (1)提出了地表动态沉降的全过程预测模型,并将其与概率积分法相结合,建立了采动区地表任意点在任意时刻沿任意方向的移动变形预测模型。分析了老采空区残余沉降持续时间、残余沉降量与地质采矿条件之间的关系。研究表明,基岩厚度越大、工作面推进速度越小,则残余沉降量越大、残余沉降持续时间越长。 (2)研究并建立了老采空区概率积分法动态参数体系。统计分析表明,采动程度越高,残余下沉系数和残余主要影响角正切越小;基岩采厚比越大,时间参数越小,下沉系数和主要影响角正切的变化过程越缓慢。 (3)提出了概率积分法参数辨识的多尺度核偏最小二乘回归方法(multi-scale KPLS),为缺乏实测资料的矿区求取概率积分法参数提供了一种新的方法。建立了概率积分法修正模型,实例分析表明,该模型较好地解决了下沉曲线和水平移动曲线在边界附近收敛过快的问题。 (4)开展了老采空区残余沉降时变特征的多尺度分析。分析表明,老采空区残余沉降具有明显的周期性,各变化周期表现出一定的阶段性;同一采空区中,不同测点有相等或近似相等的显著变化周期和持续时间。 (5)针对老采空区残余沉降序列具有随机波动性的特点,建立了老采空区残余沉降预测的WT-SVM、GM-Markov和DGM(2,2)模型,分别适用于观测序列长度l≥20、10≤l20和6≤l10等情况下的残余沉降预测,其预测步长不宜超过l/5步、4步和2步。 (6)提出了导水裂缝带高度预测的模糊支持向量机模型(FSVM),以导水裂缝带高度不能与建筑物荷载扰动深度相重叠进行荷载作用下的老采空区稳定性评价;建立了老采空区稳定性的模糊可拓评价模型。实例分析表明,上述两种评价方法与基于概率积分法修正模型的老采空区残余沉降预测相结合应用于老采空区稳定性评价是可行、有效的。 该论文有图66幅,表47个,参考文献202篇。
【学位授予单位】:中国矿业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TD325

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 李召龙;吴侃;;荷载作用下采空区附加沉降的相似材料模拟研究[J];金属矿山;2012年03期
2 徐平;宋迎蔚;王小明;;煤矿采空区地基稳定性评价的VBA程序设计[J];矿业研究与开发;2012年05期
3 王正帅;邓喀中;;概率积分法沉陷预计的边缘修正模型[J];西安科技大学学报;2012年04期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 尤冰;老采空区建筑物地基稳定性评价[D];吉林大学;2012年
【参考文献】
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1 陈红江;李夕兵;高科;;突变级数法在采空区塌陷预测中的应用[J];安全与环境学报;2008年06期
2 任奋华,蔡美峰,来兴平,康永华,刘治国;采空区覆岩破坏高度监测分析[J];北京科技大学学报;2004年02期
3 彭小沾,崔希民,臧永强,王英,袁德宝;时间函数与地表动态移动变形规律[J];北京科技大学学报;2004年04期
4 张俊英;;采空区地表建筑地基稳定性模糊综合评价方法[J];北京科技大学学报;2009年11期
5 李凤日,吴俊民,鲁胜利;Richards函数与Schnute生长模型的比较[J];东北林业大学学报;1993年04期
6 柯晶,钱积新,乔谊正;一种改进粒子群优化算法[J];电路与系统学报;2003年05期
7 李仁民,刘松玉,方磊;高速公路下伏多层采空区地表沉陷的预计评价方法[J];东南大学学报(自然科学版);2002年04期
8 刘立民,刘汉龙,陈爱道,连传杰;建筑物塌陷损坏评价的物元模型及其应用[J];防灾减灾工程学报;2003年02期
9 郭广礼,邓喀中,谭志祥,李逢春;深部老采区残余沉降预计方法及其应用[J];辽宁工程技术大学学报(自然科学版);2002年01期
10 康建荣,赵阳升;停采后覆岩及地表下沉率随时间变化实验分析[J];辽宁工程技术大学学报;2005年03期
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 本报记者 郭力方;[N];中国能源报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 张永波;老采空区建筑地基稳定性及其变形破坏规律的研究[D];太原理工大学;2005年
2 谭志祥;采动区建筑物地基、基础和结构协同作用理论与应用研究[D];中国矿业大学;2004年
3 谢乃明;灰色系统建模技术研究[D];南京航空航天大学;2008年
4 张安兵;动态变形监测数据混沌特性分析及预测模型研究[D];中国矿业大学;2009年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 门可佩;张娜;;基于优化灰色模型的江苏农村社会总产值预测(英文)[J];Asian Agricultural Research;2009年01期
2 宋吉荣;郭菊彬;张昆;;基坑沉降预测的Logistic生长模型及其适用性研究[J];四川建筑科学研究;2009年03期
3 邓春梅;许金余;;坑道工程围岩稳定性可拓评价方法[J];四川建筑科学研究;2009年04期
4 张雪颖;阮怀宁;贾彩虹;;岩石损伤力学理论研究进展[J];四川建筑科学研究;2010年02期
5 陈海胜;;基于小波变换的桥梁损伤识别研究[J];四川建筑科学研究;2010年05期
6 贾彩虹;王媛;张雪颖;;深基坑工程流固耦合模型的发展进程与动向[J];四川建筑科学研究;2010年06期
7 吴国锋;;基于二次插值的GM(1,1)模型在用电量预测中的应用[J];安徽职业技术学院学报;2010年02期
8 魏中俊,杨益民;物元场与类控制[J];安徽机电学院学报;2001年01期
9 魏中俊,杨益民;信息场与可拓链[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2004年01期
10 胡俊,汪忠明,方高倪;基于带有偏差单元的IRN模型的大体积混凝土温度预测与控制[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2005年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 巩城城;马凤山;张亚民;王善飞;刘自成;;基于岩体结构面统计与分维数的岩体质量评价及其在矿山工程中的应用[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(中)[C];2012年
2 郭新华;;矿山常见地质灾害分析[A];河南地球科学通报2010年卷(下册)[C];2010年
3 王玉标;李永斌;;倾斜煤层按不同开采顺序开采对路基的影响分析[A];中国公路学会高速公路运营管理分会2011年度年会暨第十八次全国高速公路运营管理工作研讨会论文集[C];2011年
4 卜志燕;孟凡祥;;铁路桥下采煤移动变形规律研究[A];江苏省测绘学会2011年学术年会论文集[C];2011年
5 周泽南;贺仲雄;;SP(C+E+G+J)模型在市场经济控制与决策中的应用[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
6 王炬;樊绍胜;;平移不变小波快速算法在电力通信消噪中的研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
7 周绮凤;林成德;罗林开;彭洪;;一种基于黎曼度量的训练样本类不平衡SVM分类方法研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
8 顾小军;杨世锡;钱苏翔;;基于支持向量机的旋转机械多类故障识别研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
9 魏长顺;沈银花;魏利胜;;基于优化GM(1,1)模型的人口预测方法研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
10 杨斯崑;贺仲雄;;统一集、战争方程的智能分析与可拓力控制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈绍杰;深部条带煤柱长期稳定性基础实验研究[D];山东科技大学;2009年
2 王桂芳;铝柱撑蒙脱石的制备、结构及其吸附性能研究[D];山东科技大学;2010年
3 贾瑞生;矿山开采沉陷三维建模与可视化方法研究[D];山东科技大学;2010年
4 孙明;基于小波和迟滞的混沌神经网络及其应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 谭佳琳;粒子群优化算法研究及其在海底地形辅助导航中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 王文答;小波视频编码与动态码率传输技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
7 梁洪;基于内容的医学图像检索及语义建模关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 殷志伟;基于统计学习理论的分类方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
9 孔凡芝;引线键合视觉检测关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
10 李晚龙;六自由度Stewart平台分散智能控制研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王永周;李子垭井田瓦斯赋存规律与突出预测[D];河南理工大学;2010年
2 呼庆华;近井筒开采引起覆岩移动变形破坏规律及其治理技术研究[D];河南理工大学;2010年
3 王飞;基于MAPGIS的开采沉陷预计分析系统[D];河南理工大学;2010年
4 陈勇;开滦矿区深部开采地表移动规律的研究[D];河南理工大学;2010年
5 田继辉;用于三维影像快速浏览的多尺度DEM数据组织研究[D];河南理工大学;2010年
6 史彩霞;开采沉陷动态预计理论及其参数研究[D];河南理工大学;2010年
7 史卫平;DInSAR技术及其在矿区地面沉降监测中的应用研究[D];山东科技大学;2010年
8 李静涛;煤矿开采岩层与地表变形数值模拟分析[D];山东科技大学;2010年
9 冯幼贵;基于GIS的矿山开采地表移动与变形预计[D];山东科技大学;2010年
10 丁凯;基于随机模型的IGS台站高精度解算及其时间序列分析[D];山东科技大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 葛家新;兖州矿区地表移动规律及预测参数研究[J];地矿测绘;2004年01期
2 陈雨;张振文;张彦敏;;基于概率积分法的地面沉陷灾害预测[J];辽宁工程技术大学学报;2007年S2期
3 陈权,王秋生;用ANSYS模拟岩土开挖的两种计算方法[J];甘肃科技;2005年05期
4 查剑锋;郭广礼;赵海涛;贾新果;;概率积分法修正体系现状及发展展望[J];金属矿山;2008年01期
5 范洪冬;张宏贞;邓喀中;;老采空区残余沉降预测参数研究[J];金属矿山;2009年01期
6 郭广礼,张国信,刘丙方;地面荷载对地下采空区的临界扰动深度及其影响[J];矿山压力与顶板管理;2004年01期
7 赵奎,饶运章,蔡美峰;采空区应力变化监测及稳定性分析[J];矿业研究与开发;2002年04期
8 李春雷;李晓璐;;MSDAS-GIS在金属矿山开采沉陷预测中的应用[J];矿业研究与开发;2007年01期
9 肖猛;丁德馨;莫勇刚;;软岩巷道围岩稳定性的FLAC~(3D)数值模拟研究[J];矿业研究与开发;2007年01期
10 张吉龙;童辉;;夹沟矿不同跨度采空区顶板的稳定性分析研究[J];矿业研究与开发;2007年02期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 张永波;老采空区建筑地基稳定性及其变形破坏规律的研究[D];太原理工大学;2005年
2 尹增德;采动覆岩破坏特征及其应用研究[D];山东科技大学;2007年
3 吴启红;矿山复杂多层采空区稳定性综合分析及安全治理研究[D];中南大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘琳;三维岩体移动变形分析的影响函数法[D];河北大学;2011年
2 汪桂生;矿区开采沉陷观测数据处理研究[D];西安科技大学;2011年
3 焦俊虎;采空区建筑地基稳定性分析的非线性有限元理论和应用研究[D];太原理工大学;2003年
4 陈则连;煤矿采空区地基变形及对铁路工程影响评价研究[D];西南交通大学;2005年
5 栾长青;采空区的沉陷机理及地表变形破坏的时空预测研究[D];长安大学;2005年
6 张新国;采场覆岩破坏规律预测及咨询系统研究[D];山东科技大学;2006年
7 商婷婷;天津市塘沽区城市建设引发地面沉降数值模拟研究[D];中国地质大学(北京);2007年
8 牛建光;洛阳钼矿采空区的稳定性仿真分析与研究[D];吉林大学;2007年
9 陈雨;基于ANSYS的大兴井田采空区地基稳定性分析与治理方法研究[D];辽宁工程技术大学;2008年
10 陈多才;油页岩老采空区地基变形及稳定性评价[D];吉林大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 栾元重,范玉红,薛利兵,薛怀军,祝仰民;地表移动趋势项预测模型的研究[J];地下空间;2004年01期
2 凌同华;彭欣;李夕兵;;软岩巷道变形的混沌研究[J];地下空间与工程学报;2007年03期
3 宋延龄,李善元;海南大田自然保护区海南坡鹿种群动态研究[J];动物学报;1992年02期
4 牟少敏;田盛丰;尹传环;;基于协同聚类的多核学习[J];北京交通大学学报;2008年02期
5 冯建生;KDD及其应用[J];宝钢技术;1999年03期
6 郭德勇,韩德馨,王新义;煤与瓦斯突出的构造物理环境及其应用[J];北京科技大学学报;2002年06期
7 任奋华,蔡美峰,来兴平,康永华,刘治国;采空区覆岩破坏高度监测分析[J];北京科技大学学报;2004年02期
8 彭小沾,崔希民,臧永强,王英,袁德宝;时间函数与地表动态移动变形规律[J];北京科技大学学报;2004年04期
9 郭德勇;李念友;裴大文;郑登锋;;煤与瓦斯突出预测灰色理论-神经网络方法[J];北京科技大学学报;2007年04期
10 刘军,秦四清,张倬元;边坡岩体系统的非线性演化和分岔研究[J];成都理工学院学报;2000年04期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 谢乃明;刘思峰;;一种新的实用弱化缓冲算子[A];2003年中国管理科学学术会议论文集[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 席剑辉;混沌时间序列的长期预测方法研究[D];大连理工大学;2005年
2 杨宇;基于EMD和支持向量机的旋转机械故障诊断方法研究[D];湖南大学;2005年
3 张永波;老采空区建筑地基稳定性及其变形破坏规律的研究[D];太原理工大学;2005年
4 文鸿雁;基于小波理论的变形分析模型研究[D];武汉大学;2004年
5 朱晟;沥青混凝土防渗体的力学特性研究与三峡茅坪溪土石坝安全分析[D];河海大学;2006年
6 王穗辉;变形数据处理、分析及预测方法若干问题研究[D];同济大学;2007年
7 郑永康;相空间重构与支持向量机结合的短期负荷预测研究[D];西南交通大学;2008年
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1 孙占法;老采空区埋深对其上方建筑地基稳定性影响的数值模拟研究[D];太原理工大学;2005年
【相似文献】
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1 王正帅;邓喀中;;老采空区残余沉降的离散灰色预测模型[J];煤炭学报;2010年07期
2 王磊;郭广礼;查剑锋;张鲜妮;栗帅;徐斗斗;;老采空区地表残余沉降预计与应用[J];采矿与安全工程学报;2011年02期
3 张宏贞,邓喀中,谭志祥;老采空区残余移动变形分区研究[J];矿山压力与顶板管理;2005年02期
4 王正帅;邓喀中;;老采空区残余沉降的GM-Markov预测模型研究[J];大地测量与地球动力学;2010年06期
5 范洪冬;张宏贞;邓喀中;;老采空区残余沉降预测参数研究[J];金属矿山;2009年01期
6 范洪冬;邓喀中;谭志祥;王剑;;开采沉陷动态参数预计的三次指数平滑法[J];河南理工大学学报(自然科学版);2006年03期
7 郭广礼,邓喀中,谭志祥,李逢春;深部老采区残余沉降预计方法及其应用[J];辽宁工程技术大学学报(自然科学版);2002年01期
8 郭广礼,张国良,张贻广;灰色系统模型在沉陷预测中的应用[J];中国矿业大学学报;1997年04期
9 王正帅;邓喀中;;废弃采空区残余沉降时序预测模型的对比研究[J];金属矿山;2010年04期
10 安宝剑;吴圣林;熊彩霞;刘家迎;冯啸;;高层建筑场地采空区地表残余变形分析[J];煤炭工程;2011年06期
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1 郝刚;吴侃;郑汝育;;地面荷载作用下老采空区上方覆岩的移动规律[A];2010全国“三下”采煤与土地复垦学术会议论文集[C];2010年
2 谢永利;顾安全;;澳门机场跑道软基沉降的有限元分析[A];中国土木工程学会土力学及基础工程学会地基处理学术委员会第四届地基处理学术讨论会论文集[C];1995年
3 侯兆霞;王锡朝;刘志春;;快速法载荷试验的沉降观测值修正[A];第八届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅰ卷)[C];1999年
4 姜荣泽;;粉喷桩处理高路堤软基的应用研究[A];中国土木工程学会土力学及基础工程学会地基处理学术委员会第四届地基处理学术讨论会论文集[C];1995年
5 曹永琅;;倾斜油罐地基的变形分析及罐体纠偏方案探讨[A];中国土木工程学会土力学及基础工程学会地基处理学术委员会第三届地基处理学术讨论会论文集[C];1992年
6 王明立;;采煤沉陷区地表残余移动变形及其对地基稳定性的影响[A];采矿工程学新论——北京开采所研究生论文集[C];2005年
7 张俊英;王金庄;;破碎岩石的碎胀与压实特性实验研究[A];全国开采沉陷规律与“三下”采煤学术会议论文集[C];2005年
8 孙凤余;郑伟;郭新华;;概率积分法在矿山环境地表移动预测评估中的应用[A];河南地球科学通报2008年卷(下册)[C];2008年
9 李伟;刘汉龙;胡遵福;;1995年日本阪神大地震港湾设施受害简介[A];岩土力学的理论与实践——第三届全国青年岩土力学与工程会议论文集[C];1998年
10 王艳萍;马林;黄祥海;昭燕军;;杭州大剧院钻孔桩静载试验研究[A];第14届全国结构工程学术会议论文集(第三册)[C];2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 安丰;北京人遗址公园周边环境破坏严重[N];地质勘查导报;2005年
2 常江;专家考虑将废盐矿井改成地下储油库[N];中国石化报;2006年
3 张景亮通讯员 于建平 丁广冉;我市部署黄金系统夏季“四防”[N];烟台日报;2008年
4 陈云鹤;非煤矿山设计安全专篇的编制[N];中国矿业报;2005年
5 姜蕴真;用铁的手腕抓好安全生产[N];安阳日报;2006年
6 沈轩 周勇军 朱本召;石门县天德石膏矿发生重大矿难事故[N];湖南日报;2006年
7 记者 钟勇;全市召开安全工作紧急会议[N];常德日报;2007年
8 姜蕴真;我市被省政府评为完成安全目标优秀市[N];安阳日报;2008年
9 王琼杰;栖霞山铅锌矿打造生态文明矿山[N];中国矿业报;2008年
10 王延青;高速公路采空区治理有蓝本[N];中国矿业报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王正帅;老采空区残余沉降非线性预测理论及应用研究[D];中国矿业大学;2011年
2 王晖;青兰高速公路沿线北八特采空区地表沉陷机理及其数值模拟[D];中国地质大学(北京);2009年
3 张永波;老采空区建筑地基稳定性及其变形破坏规律的研究[D];太原理工大学;2005年
4 赵兵朝;浅埋煤层条件下基于概率积分法的保水开采识别模式研究[D];西安科技大学;2009年
5 胡海峰;不同土岩比复合介质地表沉陷规律及预测研究[D];太原理工大学;2012年
6 李培现;深部开采地表沉陷规律及预测方法研究[D];中国矿业大学;2012年
7 丁陈建;采动场地残余变形特征及预测模型研究[D];中国矿业大学;2009年
8 徐良骥;煤矿塌陷水域水质影响因素及其污染综合评价方法研究[D];安徽理工大学;2009年
9 蔡来良;适宜倾角变化的开采沉陷一体化预测模型研究[D];中国矿业大学;2011年
10 张安兵;动态变形监测数据混沌特性分析及预测模型研究[D];中国矿业大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈多才;油页岩老采空区地基变形及稳定性评价[D];吉林大学;2010年
2 董小波;徐州庞庄煤矿采空区对拟建电厂场地稳定性影响的研究[D];西安科技大学;2010年
3 王星;煤矿塌陷影响区对高速公路影响及对策研究[D];辽宁工程技术大学;2011年
4 王星;煤矿塌陷影响区对高速公路影响及对策研究[D];辽宁工程技术大学;2011年
5 张诸林;两层采煤地面变形模拟研究[D];吉林大学;2012年
6 彭文;长平高速公路K73+200~K73+500段路面塌陷勘察评价及治理研究[D];吉林大学;2011年
7 王欢;沈丹客运专线本溪段线路地表沉陷稳定性分析[D];辽宁工程技术大学;2009年
8 郭一民;大柳塔矿区采空区塌陷地质灾害预测分析[D];长安大学;2006年
9 宋双;林盛矿Ⅰ级铁路下开采方案设计研究[D];辽宁工程技术大学;2011年
10 许峰;基于GIS的开采沉陷计算与数据可视化[D];山东科技大学;2005年
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