基于Weibull時間序列函數(shù)與負(fù)指數(shù)法的地表動態(tài)沉陷預(yù)計方法研究.pdf

1、地下開采引起的覆巖及地表的移動變形是一個隨時間和空間變化的復(fù)雜的、非線性的過程。隨著工作面的不斷推進(jìn)，地表沉陷區(qū)的建（構(gòu)）筑物要經(jīng)歷一個由動態(tài)至靜態(tài)的移動變形過程，動態(tài)變形的影響雖然是臨時性的，但建（構(gòu)）筑物的結(jié)構(gòu)一旦被破壞，其安全性將很難保障。因此，開采過程中地表動態(tài)移動變形的準(zhǔn)確預(yù)計對預(yù)防和減輕采動損害、確保地表建（構(gòu)）筑物的安全運行等具有重要的理論價值和實際指導(dǎo)意義。
　　本文在綜合分析國內(nèi)外開采沉陷動態(tài)預(yù)計理論和方法研究現(xiàn)

2、狀的基礎(chǔ)上，從實測沉陷資料、物理力學(xué)、數(shù)值計算等角度對開采沉陷動態(tài)預(yù)計方法進(jìn)行了研究和總結(jié)；從模型的曲線形態(tài)和沉陷的物理過程兩方面對描述地表沉陷區(qū)觀測點的各下沉?xí)r間序列函數(shù)進(jìn)行比較分析，指出Weibull時間序列函數(shù)可較準(zhǔn)確的擬合地表點的沉陷過程；對開采沉陷的負(fù)指數(shù)預(yù)計方法的推導(dǎo)過程及預(yù)計參數(shù)的物理意義做了進(jìn)一步的研究。根據(jù)主斷面動態(tài)沉陷曲線模型建立的一般形式，將Weibull時間序列函數(shù)與負(fù)指數(shù)預(yù)計函數(shù)相結(jié)合，建立基于Weibull時

3、間序列函數(shù)與負(fù)指數(shù)法的地表動態(tài)沉陷預(yù)計模型，并進(jìn)行了實例的驗證和分析。具體得出以下成果：
　?。?）開采沉陷的負(fù)指數(shù)函數(shù)法適用于近似矩形工作面開采時的地表移動和變形的預(yù)計，其預(yù)計參數(shù)的選取與覆巖性質(zhì)及實測地表沉陷資料密切相關(guān)，預(yù)計結(jié)果更接近地表沉陷的真實狀況，且在表示對于拐點不呈反對稱的實際下沉曲線上具有更大的靈活性。
　　（2）Weibull時間序列函數(shù)在描述地表觀測點沉陷的動態(tài)過程時，不僅能較好地擬合下沉?xí)r間（w-t）曲

4、線，而且由此推出的速度時間（v-t）曲線和加速度時間（a-t）曲線也能很好地符合地表沉陷隨時間變化的物理過程，并利用最小二乘擬合法求取模型參數(shù)。
　?。?）基于 Weibull時間序列函數(shù)與負(fù)指數(shù)函數(shù)預(yù)計法，分別建立了地表沉陷區(qū)充分采動走向主斷面、非充分采動走向和傾向主斷面的地表動態(tài)沉陷負(fù)指數(shù)法預(yù)計模型（包括下沉、傾斜、曲率、水平移動和水平變形），并對模型進(jìn)行深入分析。
　　（4）將基于 Weibull時間序列函數(shù)與負(fù)指數(shù)法