采空区-路基拱形注浆结构参数优化及加固机理研究

王新; 谭浩; 孙振宇; 张立业; 杨汝东

doi:10.13301/j.cnki.ct.2026.05.011

煤炭技术 ›› 2026, Vol. 45 ›› Issue (5) : 60 -68. DOI: 10.13301/j.cnki.ct.2026.05.011

采空区-路基拱形注浆结构参数优化及加固机理研究

王新, 谭浩, 孙振宇, 张立业, 杨汝东

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摘要

针对采空区上覆路基稳定性问题，本文提出拱形注浆结构创新方案，基于参数化数值模拟系统优化其关键设计参数，并深入揭示其加固机理。研究针对采空区与路基平行、垂直2种典型空间交互形式，采用Optum G2软件构建二维平面应变数值模型。通过控制变量法，系统研究拱脚形式、注浆拱几何参数（宽度比a/D、高度比b/D、埋深比Y/D、厚度比h/D）及注浆拱强度（杨氏模量E）对加固效果的影响，以地表沉降比（-S/D）为核心评价指标。结果表明：拱脚能有效抑制拱体非对称变形，对浅埋、小跨度工况的加固效果提升尤为显著；几何参数的优化取值与交互形式密切相关，其中，宽度比在垂直与平行交互下的最优值分别为5和7，而高度比、埋深比与厚度比的通用最优值分别为2.0、2.0和0.6;E(1 800～5 400 MPa)提升对沉降控制的效果随模量增大呈递减趋势。研究明确了不同交互形式下拱形注浆结构的参数优化取值，为相关工程的设计与应用提供了系统的理论依据。