煤矿塌陷区动荷载作用下路基的再变形及其控制研究

根据煤矿塌陷区高速公路上车流对路基作用的特点，建立车辆-路面耦合振动的车流动荷载模型；将采动工程岩体概化为力学结构，建立煤矿塌陷区在车流动荷载作用下采动工程岩体的非线性动力学模型及相应的微分方程，推导出塌陷区采动工程岩体稳定性的判定准则和分析方法；研究煤矿塌陷区路基的再变形量与地质采矿条件之间的关系，给出路基再变形的计算模型与计算方法；根据国家高速公路设计规范和要求，给出煤矿塌陷区建设高速公路时路基再变形的限量指标；通过对煤矿塌陷区路基再变形的反演，建立煤矿塌陷区路基下钻孔注浆位置、深度、密度、范围和体积的设计理论与方法。

煤矿塌陷区在我国分布较广泛，有些高速公路很难绕过矿区。在煤矿塌陷区内能否建设高速公路关键取决于其路基的稳定性和再变形量。根据煤矿塌陷区高速公路上车流对路基作用的特点，建立车辆-路面耦合振动的车流动荷载模型；将采动工程岩体概化为力学结构，建立车流动荷载作用下采动工程岩体（顶板岩梁和残留煤柱）的突变失稳力学模型，推导出塌陷区采动工程岩体稳定性的判定准则和分析方法；研究煤矿塌陷区路基的再变形量与地质采矿条件之间的关系，给出路基再变形的计算模型与计算方法；根据国家高速公路设计规范和要求，给出煤矿塌陷区建设高速公路时路基再变形的限量指标；通过对煤矿塌陷区路基再变形的反演，建立煤矿塌陷区路基下钻孔注浆位置、深度、密度、范围和体积的设计理论与方法。研究成果对煤矿采空区土地利用和规划具有重要的应用价值。