随着我国国民经济的发展,全国各地都在兴建大量的高等级公路,在修建高等级公路时,不可避免地遇到煤矿采空区工程地质问题。本论文是基于“京福高速公路徐州绕城西段大刘煤矿采空区稳定性分析与研究”项目为背景,在研究该煤矿采空区地质采矿、工程地质特征基础上,分析了高速公路地面及桥墩的沉降观测资料,采用沉陷预计法预测了路中心地表的剩余变形量,同时采用FLAC3D软件模拟该煤矿采空区对高速公路的影响,研究工作得出以下几点主要结论:(1)大刘煤矿采空区地表变形总体表现为宽缓的沉降盆地。沉降观测资料分析表明:高速公路出现了两头小,中间大的沉降变化。沿桥梁方向地表最大沉降量为42.5mm,跨陇海铁路特大桥52#墩最大下沉达到35mm。沉陷预计法计算表明:公路中心地表最大残余沉降为92mm,最大残余水平移动29mm,最大残余倾斜为0.25mm/m;最大残余水平变形为0.21mm/m;最大残余曲率为0.016×10-3/m2。(2)通过FLAC3D数值模拟分析,在开采后采空区端部应力发生集中,其分布表现为沿着岩层倾斜方向展布的特点。公路中心地表下沉趋势与预计法计算结果较为一致,倾斜岩层在开采后出现上山方向的岩层“上拱”现象,上山方向地表出现了轻微的上升,最大下沉处位置偏向于下山方向。(3)通过对该煤矿采空区工程地质特征分析,该煤矿采空区仍然存在着“活化”的可能性。结合地表观测资料、沉陷预计计算及FLAC3D数值模拟研究结果的分析,认为:该采空区对高速公路路基影响较小,但对特大桥会产生较大的影响。根据跨陇海铁路特大桥的结构特点,建议对该采空区采取必要的工程治理措施。论文较深入分析了煤矿采空区上覆岩层应力重新分布和地表移动和变形的特征,并对采空区对公路工程的影响做出评价,提出了大刘煤矿采空区及跨陇海铁路特大桥的治理措施,有一定的研究深度,并对煤炭开采和采空区上部建筑物的保护有实际的应用意义。