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采空区建筑物损害规律及双板基础应用研究

作　者: 谢旭
导　师: 卢玉华
学　校: 山东科技大学
专　业: 结构工程
关键词: 采空区双板墓础条形墓础变形
分类号: TD325
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

煤炭是我国的主要能源之一,随着社会的发展,人们对煤炭资源的需求量越来越大,煤炭的开采区域也随之不断加大,这就造成了大量的建筑物处于采空区之上,同时伴随着各矿区的地面建筑和公共设施的扩大,造成地面建筑物下压煤量不断增加。我国国有煤矿“三下(建筑物、水体、铁路下)”压煤总量非常多,根据有关部门初步统计压煤总量超过133亿吨,其中61%为建筑物下压煤,达78.2亿吨。在这种形势下,我国由于地下矿山开采造成的采空区上方建筑物变形和破坏的问题越来越严重,因此,研究和设计抗变形建筑物,对解决因采动变形引起的问题有一定的积极作用。本论文在查阅了大量的国内外文献的基础上,归纳了影响地表塌陷的因素、总结了采空区地表沉降变形规律、地表变形对建筑物的损害规律、双板基础的设计及实际工程应用、运用ANSYS模拟双板基础与条形基础在荷载作用下的应力应变并进行对比分析。其中本文着重研究双板基础在采空区上方建筑物的应用,对双板基础和条形基础进行数值模拟,对比分析两种基础抗变形作用能力。主要内容如下：①从大量的工程实践及研究报告的成果中,总结了采空区的地表沉降的发展和变形规律,包括：地表下沉规律、地表倾斜规律、地表曲率变形规律、地表变形移动及组合变形规律,并且介绍了影响地表移动变形的因素。②地下矿山开采对地表的影响主要有水平方向的变形和移动(水平拉伸与压缩变形、水平移动)与垂直方向的变形和移动(下沉、倾斜、曲率、扭曲)以及地表平面内的剪应变三类,总结地表变形对建筑物的损害规律。③参考国内外对采空区地表建筑物采取的抗变形措施,进行双板基础的设计,介绍了双板基础在兖州机厂职工子弟学校教学楼的应用情况。④运用有限元软件ANSYS对双板基础和条形基础进行数值模拟分析,对比两种基础的抗变形作用能力。通过对采动影响下地表的变形规律和地表变形对建筑物的损害规律研究,工程实例证明以及数值模拟验证,得出对采空区地表建筑物采用双板基础设计,可以有效地减轻地表变形对建筑物的影响。

采空区建筑物损害规律及双板基础应用研究

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