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《燕山大学》 2012年
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采空区矿柱—顶板体系变形特征及其稳定性分析

王中秋  
【摘要】:随着我国城镇化进程的加快和路网等基础设施建设密度的增大,可利用土地资源日益减少,一些公路、桥梁、隧道等建(构)物不得不跨越采空区。因此,如何对浅部采空区进行合理的安全评价和风险评估,成为目前工程实践中急待解决的具有挑战性难题。 本文以安太堡露天煤矿下伏井阳煤矿浅埋采空区为研究背景,采用理论分析和数值计算等研究方法,对均布荷载作用下混合边界采空区顶板的挠曲变形、单个煤柱突然坍塌诱发煤柱群及采空区顶板产生的扰动效应、以及不同工况条件下采空区层状顶板的离层及位错特征等问题进行了分析,取得了如下研究成果: 首先,基于Reissner厚板理论,利用功的互等定理,推导了均布荷载作用下混合边界采空区顶板的挠度变形方程,给出了挠度变形的解析解;分析了均布荷载作用下,采空区顶板在四边简支和混合边界条件下的挠曲变形差异;揭示了混合边界条件下采空区顶板的挠曲变形最大值随自由边界长度变化的非线性特征。 然后,利用FLAC3D构建数值计算模型,分析了单个煤柱突然失稳诱发煤柱群及采空区顶板产生的扰动效应,并探究了采空区煤柱-顶板系统的演化过程与应变能熵的变化关系。 最后,结合实际工程,采用数值计算方法,分析了不同工况条件下,采空区层状顶板的离层及位错变形特征。
【学位授予单位】:燕山大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TD327.2

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【参考文献】
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