【正文】 產(chǎn)生清晰可見(jiàn)的表面褶皺。，利用三維測(cè)量獲得的一系列在的新南威爾士州煤田煤礦的觀測(cè)數(shù)據(jù)都表明受開(kāi)采影響的地表存在橫向剪切變形（待進(jìn)一步討論）。然而，從嚴(yán)格的意義上講，根據(jù)連續(xù)介質(zhì)力學(xué)原理（例如Jaeger，1969），橫向剪切應(yīng)變是不能使用在一條直線上的點(diǎn)的三維測(cè)量數(shù)據(jù)。也就是說(shuō)，只要合理的考慮地表特征的重要性，以及他們抵制或容納剪切變形的能力，目前的測(cè)量規(guī)范可能需要改變以獲得橫向剪切應(yīng)變（或主應(yīng)變）的準(zhǔn)確定義。 利用礦山測(cè)量中大量的沉降原始觀測(cè)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(dòng)影響的橫向剪切變形。該剪切指數(shù)是由水平運(yùn)動(dòng)在觀測(cè)測(cè)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(guò)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(dòng)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(dòng)在長(zhǎng)壁板垂直觀測(cè)線和上面討論過(guò)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(cè)站是位于淺埋深的Hunter煤田,選取該觀測(cè)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(dòng)曲線圖 (圖2a)，該縱軸大小等于以一定距離提取的觀測(cè)站反向移動(dòng)距離的平方。這個(gè)距離為相鄰兩觀測(cè)站之間的距離。類似的研究結(jié)果在Holla and Thompson (1992)和 Mills (2001)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(guò)觀測(cè)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(cè)量數(shù)據(jù)，通過(guò)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(duì)比研究:(i)受開(kāi)采影響的垂直于測(cè)量觀測(cè)線的水平移動(dòng)；(ii) 上文已經(jīng)討論過(guò)的相應(yīng)的切變指數(shù)。從當(dāng)前進(jìn)行的測(cè)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(shí)到橫向剪切變形是受開(kāi)采影響的地表移動(dòng)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(duì)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(cè)，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(shí)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(huì),1996年)的沉降模型在預(yù)計(jì)沉陷對(duì)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(dòng)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(shí)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(kāi)采影響的地表褶皺——受開(kāi)采影響的地表褶皺(圖3),或壓縮隆起,是沉降對(duì)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(cè)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(méi)有進(jìn)行預(yù)測(cè)或高于預(yù)測(cè)橫向剪切應(yīng)變對(duì)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(chǎng)測(cè)量研究，都沒(méi)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(kāi)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(duì)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(kāi)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(cè),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(cè)或沿長(zhǎng)度的測(cè)量等的傳統(tǒng)沉降模型的管理系統(tǒng)已經(jīng)開(kāi)發(fā)出來(lái)。我們就能夠預(yù)測(cè)這些基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目是否有足夠的能力來(lái)抵抗或適應(yīng)水平移動(dòng)或剪切變形。7．實(shí)地測(cè)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(cè)量的方法。我給的建議是改變主要測(cè)量觀測(cè)線或網(wǎng)的布局。例如, 可以通過(guò)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(cè)線的三維測(cè)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(guò)對(duì)新南威爾士州煤田的調(diào)查研究和實(shí)地測(cè)量，分析了橫向剪切變形對(duì)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(cè)量數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)分析結(jié)果。這篇文章發(fā)表通過(guò)了新南威爾士州部門(mén)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, 2001. 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).