1.一种小窑采空区浅埋巷道上覆及侧壁岩土稳定性评价方法，沿巷道轴线方向取单位宽度小窑采空区进行分析，将小窑浅埋巷道(1)简化为矩形，设定浅埋巷道(1)的侧壁岩土存在从浅埋巷道(1)底面开始的倾斜破裂面DE和JK，倾斜破裂面DE和JK到达浅埋浅埋巷道(1)顶部高度后变为竖直破裂面EF和KL直达地面(2)，当浅埋巷道(1)完全不加支撑时，倾斜破裂面DE和JK与水平面的夹角为岩土的平均等效内摩擦角 采用D点和E点或J点和K点处深度的平均等效内摩擦角 两竖直太沙基破裂面间距的一半b、岩土的静止土压力系数k0、第j层土的等效内摩擦角 的计算公式，评价小窑采空区的稳定性，其特征在于：无地基处理情况的小窑采空区稳定评价的解析法，包括如下步骤：a、通过现场调查获得地面(2)至浅埋巷道(1)顶部的垂直最短距离H、浅埋巷道(1)在水平方向的最宽尺寸B、浅埋巷道(1)在垂直方向的最宽尺寸h，所述“地面”是指本解析模型的地面(2)，在实际工程中是指对应于地表面或深度小于

0.5m的基坑底面，

为方便计算，将实际小窑巷道简化为矩形，令实际小窑巷道在水平方向的最宽尺寸B为矩形的浅埋巷道(1)的底边和顶边尺寸，令实际小窑巷道在垂直方向的最宽尺寸h为矩形的浅埋巷道(1)的侧边尺寸，b、通过现场取样与室内试验获得岩土的内摩擦角 岩土的黏聚力C、岩土的重度γ，按照式(1)计算倾斜破裂面DE和JK与水平面的夹角式中：为岩土的内摩擦角；C为岩土的黏聚力；γ为岩土的重度，

c、按照式(2)计算k0，

d、按照式(3)计算b，

e、按照上部结构荷载确定均布荷载P0，若上部结构荷载为非均布荷载，需要将非均布荷载等效为均布荷载，等效均布荷载的计算方法详见《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2012)，f、将太沙基破裂面内侧的岩土从小窑采空区地面(2)到浅埋巷道(1)顶部划分成若干层，浅埋巷道(1)侧壁为滑块DEA和滑块JKC，设定各层岩土之间的等效内摩擦角 不同，但每层岩土内部各点的等效内摩擦角 相等，此时获得每层的厚度Hj，其中下标j是指第j层岩土，取紧贴小窑采空区地面(2)的第1层岩土顶面的竖向应力σvt(j＝1)＝P0，g、按照式(4)计算第1层岩土作用在垂直破裂面上的法向压力σHj，σHj＝k0(σvt+0.5γHj)  (4)

h、按照式(5)计算第1层岩土在垂直破裂面处的抗剪强度τfj，

i、按照式(6)计算第1层的等效内摩擦角

j、按照式(7)计算第1层岩土底面的竖向应力σvb，

k、按照σvt(j+1)＝σvb(j)，递推下一层的σvt，由此结合式(7)，任意一层岩土的顶面和底面的竖向应力都可递推出来，l、按照步骤g至步骤k的公式，递推下一层的σHj、τfj、 σvb、σvt，如此循环直到最后一层，结束递推，m、按照式(8)计算作用在滑块DEA顶面的竖向力FnAE，当FnAE<0时取FnAE＝0，FnAE＝σvb(m)b  (8)式中：m是指最后一层岩土，即紧贴浅埋巷道(1)顶面的那一层岩土；

n、计算滑块DEA的自重WDEA，取WDEA＝γ×ADEA，ADEA为滑块DEA的横截面积；

o、按照式(9)验算滑块DEA的稳定性，滑块DEA的稳定性决定小窑采空区的整体稳定性，滑块DEA的极限平衡式为：式(9)的分子为抗滑力，分母为下滑力，当式(9)等号右边大于1时，滑块DEA稳定；等号右边小于1时，滑块DEA失稳；等号右边等于1时，滑块DEA处于极限平衡状态，设定小窑采空区的形状和外力沿浅埋巷道(1)竖直中轴线左右对称，那么滑块JKC的稳定性评价结果与滑块DEA的稳定性评价结果相同，p、若滑块DEA和滑块JKC稳定，则评价小窑采空区整体稳定；反之评价小窑采空区整体不稳定。

2.根据权利要求1所述的小窑采空区浅埋巷道上覆及侧壁岩土稳定性评价方法，其特征在于：有土钉加固情况的小窑采空区稳定性评价的解析法，包括如下步骤：a、通过现场调查获得地面(2)至浅埋巷道(1)顶部的垂直最短距离H、浅埋巷道(1)在水平方向的最宽尺寸B、浅埋巷道(1)在垂直方向的最宽尺寸h，所述“地面”是指本解析模型的地面(2)，在实际工程中是指对应于地表面或深度小于

0.5m的基坑底面，

为方便计算，将实际小窑巷道简化为矩形，令实际小窑巷道在水平方向的最宽尺寸B为矩形的浅埋巷道(1)的底边和顶边尺寸，令实际小窑巷道在垂直方向的最宽尺寸h为矩形的浅埋巷道(1)的侧边尺寸，b、通过现场取样与室内试验获得岩土的内摩擦角 岩土的黏聚力C、岩土的重度γ，按照式(1)计算倾斜破裂面DE和JK与水平面的夹角式中：为岩土的内摩擦角；C为岩土的黏聚力；γ为岩土的重度，

c、按照式(2)计算k0，

d、按照式(3)计算b，

e、按照上部结构荷载确定均布荷载P0，若上部结构荷载为非均布荷载，需要将非均布荷载等效为均布荷载，f、将太沙基破裂面内侧的岩土从小窑采空区地面(2)到浅埋巷道(1)顶部划分成若干层，浅埋巷道(1)侧壁为滑块DEA和滑块JKC，设定各层岩土之间的等效内摩擦角 不同，但每层岩土内部各点的等效内摩擦角 相等，此时获得每层的厚度Hj，其中下标j是指第j层岩土，取紧贴小窑采空区地面(2)的第1层岩土顶面的竖向应力σvt(j＝1)＝P0，g、按照式(4)计算第1层岩土作用在垂直破裂面上的法向压力σHj，σHj＝k0(σvt+0.5γHj)  (4)

h、对于有土钉加固的情况，第j层岩土在破裂面处的抗剪强度由两部分组成：该层岩土平均深度的破裂面处的抗剪强度和土钉(3)在破裂面方向贡献的强度，设定土钉(3)在破裂面方向贡献的强度是均匀分布在竖向破裂面的，得到第j层岩土在破裂面处的抗剪强度τfj为：式中：n为穿过破裂面且锚固在破裂面两端岩土的土钉(3)的数量；σs为土钉(3)钉体的应力强度；Ai为第i根土钉(3)钉体的横截面面积；αi为第i根土钉(3)与水平面的夹角，i、按照式(6)计算第1层的等效内摩擦角j、按照式(7)计算第1层岩土底面的竖向应力σvb，

k、按照σvt(j+1)＝σvb(j)，递推下一层的σvt，由此结合式(7)，任意一层岩土的顶面和底面的竖向应力都可递推出来，l、按照步骤g至步骤k的公式，递推下一层的σHj、τfj、 σvb、σvt，如此循环直到最后一层，结束递推，m、按照式(8)计算作用在滑块DEA顶面的竖向力FnAE，当FnAE<0时取FnAE＝0，FnAE＝σvb(m)b  (8)式中：m是指最后一层岩土，即紧贴浅埋巷道(1)顶面的那一层岩土；

n、计算滑块DEA的自重WDEA，取WDEA＝γ×ADEA，ADEA为滑块DEA的横截面积；

o、按照式(9)验算滑块DEA的稳定性，滑块DEA的稳定性决定小窑采空区的整体稳定性，滑块DEA的极限平衡式为：式(9)的分子为抗滑力，分母为下滑力，当式(9)等号右边大于1时，滑块DEA稳定；等号右边小于1时，滑块DEA失稳；等号右边等于1时，滑块DEA处于极限平衡状态，设定小窑采空区的形状和外力沿浅埋巷道(1)竖直中轴线左右对称，那么滑块JKC的稳定性评价结果与滑块DEA的稳定性评价结果相同，p、若滑块DEA和滑块JKC稳定，则评价小窑采空区整体稳定；反之评价小窑采空区整体不稳定。

3.根据权利要求1所述的小窑采空区浅埋巷道上覆及侧壁岩土稳定性评价方法，其特征在于：评价小窑采空区稳定性的强度折减法，包括如下步骤：a、通过室内试验、资料搜集和现场调查，获得小窑采空区稳定性的因素的参数，包括浅埋巷道(1)在水平方向的最宽尺寸B、地面(2)至浅埋巷道(1)顶部的垂直最短距离H、上部结构均布荷载P0、岩土的重度γ、浅埋巷道(1)在垂直方向的最宽尺寸h、土钉(3)钉体的应力强度σs、第i根土钉(3)与水平面的夹角αi、土钉(3)杆体直径di或横截面积Ai、穿过破裂面且锚固在破裂面两端岩土的土钉(3)的数量n、岩土的内摩擦角 岩土的黏聚力C，b、在其他参数不变的前提下，对岩土的内摩擦角的正切函数 和黏聚力C按照如下其中一种规则进行折减：只折减 只折减C、 与C同参数折减、 与C的折减系数成比例折减、 与C协调折减，其他参数保持不变，取调整后的 与C的代入之后的各步骤的运算，c、按照式(1)计算倾斜破裂面DE和JK与水平面的夹角

d、按照式(2)计算k0，

e、按照式(3)计算b，

f、将太沙基破裂面内侧的岩土从小窑采空区地面(2)到浅埋巷道(1)顶部划分成若干层，浅埋巷道(1)侧壁为滑块DEA和滑块JKC，此时获得每层的厚度Hj，其中下标j是指第j层岩土，令第1层岩土顶面的竖向应力σvt(j＝1)＝P0，g、按照式(4)计算第1层岩土作用在垂直破裂面上的法向压力σHj，

σHj＝k0(σvt+0.5γHj)  (4)

h、若为无地基处理的情况，按照式(5)计算第1层岩土在垂直破裂面处的抗剪强度τfj，若为有土钉加固的情况，按照式(10)计算τfj，其中，从土钉加固的设计方获得n、σs、Ai、αi，i、按照式(6)计算第1层的等效内摩擦角

j、按照式(7)计算第1层岩土底面的竖向应力σvb，

k、按照σvt(j+1)＝σvb(j)，递推下一层的σvt，

l、按照步骤g至步骤k的公式，递推下一层的σHj、τfj、 σvb、σvt，如此循环直到最后一层，结束递推，m、按照式(8)计算作用在滑块DEA顶面的竖向力FnAE，当FnAE<0时取FnAE＝0，FnAE＝σvb(m)b  (8)式中：m是指最后一层岩土，即紧贴浅埋巷道(1)顶面的那一层岩土，

n、计算滑块DEA的自重WDEA，取WDEA＝γ×ADEA，ADEA为滑块DEA的横截面积，o、按照式(9)验算滑块DEA的稳定性，滑块DEA的稳定性决定小窑采空区的整体稳定性，滑块DEA的极限平衡式为：式(9)的分子为抗滑力，分母为下滑力，当式(9)等号右边大于1时，滑块DEA稳定；等号右边小于1时，滑块DEA失稳；等号右边等于1时，滑块DEA处于极限平衡状态，p、若滑块DEA不处于极限平衡状态，回到步骤b继续调整 与C，再次将所有参数代入步骤c至步骤o，评价滑块DEA是否处于极限平衡状态，如此循环直到滑块DEA处于极限平衡状态，q、若滑块DEA处于极限平衡状态，停止循环，取 或C的折减系数作为小窑采空区的稳定安全系数，强度折减分析按照式(11)计算折减系数，R＝Xr/X  (11)

式中：X为折减后的参数，代表折减后的 或C；Xr为原状岩土的参数，代表原状岩土的 或C；R为折减系数，r、稳定安全系数高于1时评价小窑采空区稳定，稳定安全系数等于或低于1时评价小窑采空区不稳定，稳定安全系数越高小窑采空区越稳定。

4.根据权利要求1所述的小窑采空区浅埋巷道上覆及侧壁岩土稳定性评价方法，其特征在于：评价小窑采空区稳定性的随机抽样法，包括如下步骤：a、通过室内试验、资料搜集、现场调查和数理统计，获得小窑采空区稳定性的因素的统计参数和概率分布，包括浅埋巷道(1)在水平方向的最宽尺寸B、地面(2)至浅埋巷道(1)顶部的垂直最短距离H、上部结构均布荷载P0、岩土的重度γ、浅埋巷道(1)在垂直方向的最宽尺寸h、土钉(3)钉体的应力强度σs、第i根土钉(3)与水平面的夹角αi、土钉(3)杆体直径di或横截面积Ai、穿过破裂面且锚固在破裂面两端岩土的土钉(3)的设计数量nd、穿过破裂面且锚固在破裂面两端岩土的土钉(3)的施工次品数量k、岩土的内摩擦角 岩土的黏聚力C，每次抽样按照各因素的统计参数和概率分布类型生成相应的随机数，当生成的随机数小于0时，取随机数为0，因素k服从参数M、N、nd的超几何分布，此时穿过破裂面且锚固在破裂面两端岩土的土钉(3)的设计数量为nd，土钉施工的次品率为N/M，抽样时，按照参数M、N、nd的超几何分布生成k的随机数，b、每次抽样的穿过破裂面且锚固在破裂面两端岩土的土钉(3)的有效数量取n＝nd-k，c、按照式(1)计算倾斜破裂面DE和JK与水平面的夹角d、按照式(2)计算k0，

e、按照式(3)计算b，

f、将太沙基破裂面内侧的岩土从小窑采空区地面(2)到浅埋巷道(1)顶部划分成若干层，浅埋巷道(1)侧壁为滑块DEA和滑块JKC，此时获得每层的厚度Hj，其中下标j是指第j层岩土，令第1层岩土顶面的竖向应力σvt(j＝1)＝P0，g、按照式(4)计算第1层岩土作用在垂直破裂面上的法向压力σHj，

σHj＝k0(σvt+0.5γHj)  (4)

h、若为无地基处理的情况，按照式(5)计算第1层岩土在垂直破裂面处的抗剪强度τfj，若为有土钉加固的情况，按照式(10)计算τfj，其中，从土钉加固的设计方获得n、σs、Ai、αi，i、按照式(6)计算第1层的等效内摩擦角

j、按照式(7)计算第1层岩土底面的竖向应力σvb，

k、按照σvt(j+1)＝σvb(j)，递推下一层的σvt，

l、按照步骤g至步骤k的公式，递推下一层的σHj、τfj、 σvb、σvt，如此循环直到最后一层，结束递推，m、按照式(8)计算作用在滑块DEA顶面的竖向力FnAE，当FnAE<0时取FnAE＝0，FnAE＝σvb(m)b  (8)式中：m是指最后一层岩土，即紧贴浅埋巷道(1)顶面的那一层岩土，

n、计算滑块DEA的自重WDEA，取WDEA＝γ×ADEA，ADEA为滑块DEA的横截面积，o、按照式(9)验算滑块DEA的稳定性，滑块DEA的稳定性决定小窑采空区的整体稳定性，滑块DEA的极限平衡式为：式(9)的分子为抗滑力，分母为下滑力，当式(9)等号右边大于1时，滑块DEA稳定；等号右边小于1时，滑块DEA失稳；等号右边等于1时，滑块DEA处于极限平衡状态，p、计算每次抽样的指示函数IF式中：x为每次抽样的结果；F是指滑块DEA失稳，

q、循环步骤a至步骤p，一次循环即一次抽样，直到达到总的抽样次数Nn，对于安全等级为一级的上部结构，Nn不小于235416次；对于安全等级为二级的上部结构，Nn不小于41945次；对于安全等级为三级的上部结构，Nn不小于9596次，r、计算失效概率的估计值

式中：j为第j次抽样；xj为第j次抽样的结果；Nf为总的失效次数，

s、当 小于目标失效概率[Pf]时评价小窑采空区稳定；当 大于目标失效概率[Pf]时评价小窑采空区不稳定，对于安全等级为一级的上部结构，[Pf]为0.000425；对于安全等级为二级的上部结构，[Pf]为0.002384；对于安全等级为三级的上部结构，[Pf]为0.010421。