【正文】 獲得 橫向剪切 應(yīng)變（或 主 應(yīng)變）的 準(zhǔn)確 定義。 利用 礦山測量中 大量 的 沉降 原始觀測 數(shù)據(jù)， 另一種 （ 或 近似） 切變指數(shù) 以便了解 具有 一般特征 受 采動 影響的橫向剪切 變形。 該剪切 指數(shù)是 由 水平運(yùn)動 在觀測測線或 感興趣的 線 上的垂直分量推導(dǎo)得出 。該公式 推導(dǎo)過程和由 常規(guī)定義 的 傾斜得出的 是一樣的。 從 物理 意義 上 講 ，該指數(shù)反映水 平角的變化，但是 我們不知道它 是 由 剪切或剛體轉(zhuǎn)動 引起的，還是 兩者 共同作用的結(jié)果 。然而，這個(gè)指數(shù) 的 分布 規(guī)律 可以幫助 我們 了解 橫向剪切 變形 的 發(fā)展 規(guī)律 和發(fā)現(xiàn) “ 出錯(cuò)點(diǎn) ” （ 在 以下部分進(jìn)一步討論中 解釋 ）。 橫向剪切變形進(jìn)行進(jìn)一步的討論 圖 2顯示了水平移動在長壁板垂直觀測線和上面討論過的相應(yīng)的切變指數(shù)的分布 規(guī)律 。雖然 試驗(yàn)中的 觀測站是位于淺埋深 的 Hunter煤田 ,選取該觀測線的原因是由于它 可以 的 論證 所有新南威爾士煤田的共同研究特點(diǎn) : ?一個(gè)復(fù)雜的垂直于縱線的 水平移動 曲線圖 (圖 2a)，該縱 軸大小等于以一定距離提取的觀測站反向移動距離的平方 。 這個(gè)距離為相鄰兩觀測站之間的距離。類似的研究結(jié)果在 Holla and Thompson (1992)和 Mills (2022)都有提到 ； ?水平剪力變形的大小 (在這種情況下，固體兩側(cè)板的切變指數(shù)標(biāo)繪 在圖 2 – b中 ),我們發(fā)現(xiàn)在提取的切變數(shù)據(jù)在負(fù)方向上通過觀測站 。在這個(gè)意義上的逆轉(zhuǎn)剪切有增強(qiáng)剪切變形影響的作用； ?該區(qū)域內(nèi)存在 永久 橫向剪切 變形。 影響 分析 新南威爾士煤田中一些煤礦的 三維測量數(shù)據(jù) ，通過傳統(tǒng)意義上的沉降參數(shù)特征 (即量值大小、特征、分類及其出現(xiàn)的時(shí)間 )和下列的水平變形參數(shù)的進(jìn)行對比研究 : (i)受開采影響的垂直于測量觀測線的水平移動； (ii) 上文已經(jīng)討論過的相應(yīng)的切變指數(shù)。 從當(dāng)前進(jìn)行的測量結(jié)果，分析研究地表受橫向剪切應(yīng)變的影響，總結(jié)如下 : 1．橫向剪切變形 —— 我們必須認(rèn)識到橫向剪切變形是受開采影響的地表移動變形中一個(gè)重要的組成部分。具體要關(guān)注抵抗剪切能力不足的地表和在深厚覆蓋層深度 (或相對較低的 “ 提取 widthtocover 深度 ” 比率 )的地區(qū) ,通常利用傳統(tǒng)意義上的水平變形進(jìn)行預(yù)測，這些地區(qū)的沉陷很小。 2．土木結(jié)構(gòu)受沉降影響預(yù)計(jì) —— 進(jìn)一步在 (1)的基礎(chǔ)上 , 有必要認(rèn)識到基于傳統(tǒng)意義上的水平應(yīng)變和 AS 2870 1996(澳大利亞標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會 ,1996 年 )的沉降模型在預(yù)計(jì)沉陷對土木結(jié)構(gòu)影響時(shí)的局限性。因此 ,當(dāng)需要使用該模型時(shí)，有必要確定模型在哪些地方需要進(jìn)行改變和改進(jìn)。 3．民用建筑受地面傾斜的影響 —— 進(jìn)一步在 (1)的基礎(chǔ)上 ,具體應(yīng)重視位于傾斜地面上的民用建筑。在這種情況下 , 由于“下沉 — 傾斜”運(yùn)動的參與，產(chǎn)生一個(gè)增強(qiáng)橫向剪切變形的變量。此外 , 在 上述這種環(huán)境中，任意地基抵抗或適應(yīng)剪切變形的特征都需要研究和分析。 4．地表抵抗或適應(yīng)剪切變形的特性能力 —— 這一領(lǐng)域知識尚未建立明確的沉降工程和預(yù)計(jì)體系。這里的情況 ,當(dāng)與剪切變形有關(guān)時(shí)，再一次 ,不同于許多其他工程學(xué)科。因此，非常有必要進(jìn)行這一領(lǐng)域的研究。 5．受開采影響的地表褶皺 —— 受開采影響的地表褶皺 (圖 3),或壓縮隆起 ,是沉降對土木結(jié)構(gòu)影響的一個(gè)重要因素。這些可變形特性發(fā)生在利用傳統(tǒng)模型低精度預(yù)測水平應(yīng)變的地區(qū)，這些地質(zhì)構(gòu)造經(jīng)常被誤認(rèn)為是由于沒有進(jìn)行預(yù)測或高于預(yù)測橫向剪切應(yīng)變對土木結(jié)構(gòu)的影響而產(chǎn)生的。然 而 ,最近進(jìn)行的一系列現(xiàn)場測量研究，都沒能提供一個(gè)清晰的證據(jù)證明有關(guān)地質(zhì)結(jié)構(gòu)和這些區(qū)域地表上的褶皺之間存在著這種聯(lián)系 ,因此有必要進(jìn)一步理解這些特性 ,進(jìn)而開發(fā)有效的早期預(yù)警和風(fēng)險(xiǎn)管理系統(tǒng)。橫向剪切變形的存在能對地質(zhì)結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)意義上的壓臥式應(yīng)變出現(xiàn)這些變形特性提供一個(gè)解釋 (圖 3)。 圖 3 受開采影響的地表褶皺 6． 線性 基礎(chǔ)設(shè)施 沉陷危險(xiǎn)管理 系統(tǒng)項(xiàng)目 —— 這項(xiàng)研究的結(jié)果顯示，在重要的 線性 基礎(chǔ)設(shè)施 上 需要建立 足夠 的危險(xiǎn)管理系統(tǒng) 進(jìn)行 預(yù)測 ,如公路、鐵路、運(yùn)河或管道 ,如果這些主要基于考慮參數(shù)預(yù)測或沿長度的測量等的傳統(tǒng)沉降模型 的 管理系統(tǒng)已經(jīng)開發(fā)出來。我們就能夠預(yù)測這些基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目是否有足夠的能力來抵抗或適應(yīng) 水平移動 或剪切變形。 7．實(shí)地測量 —— 正如上面所討論的 ,獲得剪切應(yīng)變或主要應(yīng)變的精確定義 , 需要改進(jìn) 實(shí)地測量 的方法。我給的建議是改變主要測量觀測線或網(wǎng)的布局。例如 , 可以 通過使用一個(gè)適當(dāng)定義的距離，進(jìn)行兩個(gè) (或多個(gè) )并聯(lián)觀測線的三維測量。 圖 4a 剪切變形之前的應(yīng)變圓形 圖 4b 剪切應(yīng)變之后為應(yīng)變橢圓（ After Ramsay, 1980）由于 AB 軸縮短，地表可能出現(xiàn)褶皺 總結(jié) 本文通過對新南威爾士州煤田的調(diào)查研究和實(shí)地測量，分析了橫向剪切變形對土木結(jié)構(gòu)的影響。文中深入研究了橫向剪切變形在沉陷工程和風(fēng)險(xiǎn)管理系統(tǒng)中的應(yīng)用。 最后，作者提出了關(guān)于橫向剪切變形領(lǐng)域一定的研究方向和前景。 致謝 感謝新南威爾士州 煤田 沉陷 管理 科提供的沉降與民用建筑實(shí)地測量數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)分析結(jié)果。這篇文章發(fā)表通過了新南威爾士州部門的主要產(chǎn)業(yè)的許可。本文表達(dá)的觀點(diǎn)僅代表作者自己的觀點(diǎn)。 參考文獻(xiàn) [1]Holla, L and Thompson, K, 1992. A study of ground movement in three orthogonal directions due to shallow multiseam longwall mining, The Australian Coal Journal, , pp313. [2]Jaeger, J C, 1969. Elasticity, Fracture and Flow with Engineering and Geological Applications, pp268 (Chapman and Hall Science Paperbacks). [3]Mills, K W, 2022. Observations of horizontal subsidence movement at Baal Bone Colliery, inProceedings 5th Triennial Conference on Coal Mine Subsidence Current Practice and Issues, pp 99111. [4]Peng, S S, 1992. Surface Subsidence Engineering, pp162 (Society for Mining, Metallurgy, andExploration, Inc, Littleton, Colorado). [5]Ramsay, J G, 1980. Shear zone geometry: a review. J. Struct. Geol., Vol. 2, pp8399 [6]Standards Australia, 1996. Residential Slabs and Footings – Construction (AS 28701996).