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老采空区建筑地基稳定性分析的数值模拟研究

作　者: 张观瑞
导　师: 张永波
学　校: 太原理工大学
专　业: 岩土工程
关键词: 老采空区地基稳定性数值模拟残余下沉量残余变形
分类号: TU470.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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引　用: 9次
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内容摘要

因为建设的需要,过去几十年矿产资源被大量地开采,尤其是煤炭的长期超常规无序粗放式开采,使我国众多矿区形成了大面积、大规模的采空区。随着经济的进一步发展,对煤炭等矿产资源的需求与日俱增,新的采空区在不断地形成。开采引起地表沉陷与变形,导致地表构(建)筑物变形、破坏,影响其正常使用,甚至废弃,给人民群众的生命财产安全带来了巨大损失和严重威胁。另一方面伴随着基础建设扩展,许多基础工程如公路、铁路、民用建筑等不得不穿越或建立在老采空区上。在民用建筑及交通设施等静荷载和运输工具等动荷载的影响下,采空区在某些部位出现了“活化”,导致地表残余变形过大,影响到了地面建筑的正常使用,甚至发生了事故。因此迫切需要开展老采空区建筑地基稳定性的研究,这对我国矿区土地的利用及基础设施的建设和小城镇建设规划都具有十分重要的现实意义。近年来,计算机技术的飞速进步使数值计算方法不断发展

全文目录

第一章绪论  10-25
  1．1 研究的目的和意义  10-12
  1．2 开采沉陷研究的历史与现状  12-16
  1．3 开采沉陷研究中存在的问题  16-17
  1．4 采空区地基稳定性研究现状和存在问题  17-23
  1．5 研究内容和研究方法  23-25
    1．5．1 研究内容  23
    1．5．2 研究方法  23-25
第二章计算模型的设计与求解  25-51
  2．1 研究地区的地质采矿条件  25-27
  2．2 计算模型的设计  27-33
  2．3 岩石破裂过程分析系统(RFPA)简介  33-48
    2．3．1 岩石类介质非均匀性的统计理论描述  33-34
    2．3．2 岩石类介质本构关系的细观统计损伤模型  34-37
    2．3．3 岩石破裂过程的模拟原理  37-42
    2．3．4 系统简介  42-48
  2．4 计算模型的求解  48-51
    2．4．1 基本假设  48
    2．4．2 模型求解  48-51
第三章采动覆岩移动与地表变形规律数值模拟研究  51-72
  3．1 覆岩离层发育规律  51-62
  3．2 采动覆岩移动破坏规律  62-65
    3．2．1 采空区“三带”的确定  62-64
    3．2．2 覆岩移动规律  64-65
  3．3 采动地表的移动和变形规律  65-72
    3．3．1 地表的沉降量  65-66
    3．3．2 地表倾斜变形  66-67
    3．3．3 水平移动  67-68
    3．3．4 水平变形  68-69
    3．3．5 地表曲率变形  69-70
    3．3．6 单个地表点的运动轨迹  70-72
第四章采空区建筑地基变形破坏的数值模拟研究  72-91
  4．1 加载后上覆岩层的变化规律  72-76
    4．1．1 荷载位置与弯沉带岩层残余下沉量的关系  74
    4．1．2 荷载大小与弯沉带残余下沉量的关系  74-75
    4．1．3 松散层厚度与弯沉带岩层残余下沉量的关系  75-76
  4．2 加载后地表的移动和变形规律  76-86
    4．2．1 荷载位置与地表移动和变形的关系  80-82
    4．2．2 荷载大小与地表移动和变形的关系  82-84
    4．2．3 松散层厚度与地表移动和变形的关系  84-86
  4．3 老采空区地基稳定性评价  86-89
    4．3．1 判别的标准  86
    4．3．2 评价结果与分析  86-89
  4．4 采空区建筑物布置的基本原则  89-91
第五章结论与建议  91-94
  5．1 主要结论  91-92
  5．2 建议  92-94
参考文献  94-100
致谢  100-101
发表论文  101

老采空区建筑地基稳定性分析的数值模拟研究

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