收藏本站
《河南理工大学》 2010年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

断层活化导致井巷破坏的数值模拟分析

薛志鹏  
【摘要】: 在人类工程活动的影响下,采矿区重新活动的断层,我们称为矿区活化断层。采煤活动导致的断层活化是普遍存在的,它们不仅使地表建筑和公路遭受破坏,还可能导致地下水径流的改变,在煤矿生产中,瓦斯突出、冒顶、突水等灾害性事故,大多也与断层活化有关。 本文针对活化断层问题,分析了地下开采对断层附近应力场和应变场的影响。并基于ANSYS有限元分析软件,模拟了实例中断层活化引起的竖井和巷道破坏。通过模拟发现,断层作为岩土体内的低强度带,受开挖影响,断层附近的应力场和应变场即发生变化,当区域应力场与采动应力场的叠加,使施加在断裂面上的剪应力大于裂面上的摩擦力时,断裂就发生滑移和进一步破坏,进而使井巷围岩产生变形和破裂,造成井巷的破坏。主要表现为:(1)开挖引起的岩移范围内存在断层时,断层的重新活动使断层附近的井巷承受的水平应力和剪应力增大,严重时会造成竖井或巷道的破坏,这和无断层时岩移造成的井巷破坏存在差异。(2)当沿断层走向在上盘和下盘附近开挖时,最易使断层活化,造成或加重巷道承受偏压,导致巷道局部变形、破坏严重。(3)当巷道与断层走向呈较大交角开挖时,采掘的影响使断层附近的应力场发生变化,巷道前方应力集中系数值逐渐增大,在距断面一定距离时,增到最大,在此区段最易引起巷道顶板破坏。(4)断层活化是造成井巷变形、破坏的主要原因之一,对断层活化的充分认识和研究对于受断层影响的井巷围岩变形、破坏的预测和防治有重要意义。
【学位授予单位】:河南理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TD311

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前9条
1 彭建兵;;中国活动构造与环境灾害研究中的若干重大问题[J];工程地质学报;2006年01期
2 张宏伟,黄明利,张文军;北票矿区岩体应力状态的数值分析[J];辽宁工程技术大学学报(自然科学版);1996年03期
3 李起彤;断层活动性定量评定之现状与展望[J];国际地震动态;1994年05期
4 邵顺妹;断层泥研究的现状和进展[J];高原地震;1994年03期
5 朱德仁;岩石工程破坏准则[J];煤炭学报;1994年01期
6 刁心宏,冯夏庭,杨成祥;岩石工程中数值模拟的关键问题及其发展[J];金属矿山;1999年06期
7 纪洪广,史明霞;频繁矿震作用下断层活化机理及其危害评价[J];中国矿业;2005年03期
8 李宁,G.Swoboda;当前岩石力学数值方法的几点思考[J];岩石力学与工程学报;1997年05期
9 高谦,杨志强,杨志法;地下大跨度采场围岩突变失稳风险预测[J];岩土工程学报;2000年05期
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 黄木坤;ANSYS三维弹塑性结构分析在地下工程围岩稳定性评价中的应用[D];重庆大学;2002年
2 柴建峰;河北平原活断层评价及区域构造应力场分析[D];河北理工学院;2003年
3 周志广;长春市活断层研究及区域现代构造应力场数值分析[D];吉林大学;2007年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张文福,姚芳;三角形高层框筒结构在水平荷载作用下剪力滞后的有限元分析[J];四川建筑科学研究;2005年01期
2 李玉杯,熊峰;高层建筑上部结构、基础与地基土共同作用的地震时程分析[J];四川建筑科学研究;2005年02期
3 曾祥蓉,江世永,陈进,王薇,蔡永君;不卸载时预应力碳纤维布加固混凝土梁有限元分析[J];四川建筑科学研究;2005年03期
4 周志军;郭光玲;;纤维布包裹钢筋混凝土轴心受压柱非线性有限元数值模拟[J];四川建筑科学研究;2006年04期
5 张磊;薛勇;丁红岩;;碳纤维加固钢筋混凝土梁正截面受弯非线性有限元分析[J];四川建筑科学研究;2006年04期
6 许江,汤明德,陈萍;地下空间开挖与高层建筑基础相互影响分析[J];地下空间;2004年04期
7 刘树新,贺西格;空间预应力砼梁预应力分布的数值模拟与计算[J];包钢科技;2005年05期
8 李树德;活动断层分段研究[J];北京大学学报(自然科学版);1999年06期
9 李树德;试析地震与断裂的关系[J];北京大学学报(自然科学版);2001年03期
10 侯贵廷,李江海,钱祥麟,金爱文;岩墙群圆柱状节理的发现和成因机制探讨[J];北京大学学报(自然科学版);2005年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 胡明;;四川盆地北部地区构造样式及成因分析[A];中国西部复杂油气藏地质与勘探技术研讨会论文集[C];2006年
2 李宁;马玉扩;徐彬;张鹏;;我国洞室新奥法设计数值仿真分析理论与实践[A];2002年水工专委会学术交流会议学术论文集[C];2002年
3 王孟秋;张文芳;;高层框筒结构调谐减震分析[A];第16届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅱ册)[C];2007年
4 梁书亭;孙修礼;;ANSYS在半刚性连接钢管混凝土框剪结构设计中的应用[A];全国高强与高性能混凝土及其应用专题研讨会论文集[C];2005年
5 张洪伟;朱尔玉;;钢-混简支组合轨道梁动力特性研究[A];2006钢桥科技论坛全国学术会议论文集[C];2006年
6 袁娜;殷志祥;;双层球面网壳-索穹顶组合结构分析[A];第七届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2007年
7 涂远军;吴金志;张毅刚;;钢管贯通焊接空心球节点试验研究[A];第七届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2007年
8 戴雪;吴金志;张毅刚;尤德清;;结构健康检测技术应用研究[A];第七届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2007年
9 吴平;张钢锤;李亚娣;;激光辐照发动机壳体材料热-力学分析[A];中国宇航学会2005年固体火箭推进第22届年会论文集(发动机分册)[C];2005年
10 余波;陈占恒;;光照峡谷边坡卸荷特征及工程影响研究[A];中国地质学会工程地质专业委员会、贵州省岩石力学与工程学会2005年学术年会暨“岩溶·工程·环境”学术论坛论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 田荣;连续与非连续变形分析的有限覆盖无单元方法及其应用研究[D];大连理工大学;2000年
2 刘君;三维非连续变形分析与有限元耦合算法研究[D];大连理工大学;2001年
3 陈斌;岩土工程随机反演分析及工程应用[D];河海大学;2001年
4 翟英达;采场上覆岩层结构的面接触类型及稳定性力学机理[D];煤炭科学研究总院;2002年
5 陈先国;隧道结构失稳及判据研究[D];西南交通大学;2002年
6 高永毅;植物的细胞力学行为研究及在水果机械损伤研究中的应用[D];中国农业大学;2003年
7 王少波;混流式水轮机转轮动力特性分析及综合优化设计[D];机械科学研究院;2003年
8 胡夏嵩;低地应力区地下洞室围岩稳定性研究[D];长安大学;2002年
9 杨增夫;煤矿重大事故预测和控制的岩层动力信息基础的研究[D];山东科技大学;2003年
10 李芳成;地下结构可靠性广义特征与应用研究[D];山东科技大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 何有巨;深井高地压巷道锚杆支护技术研究[D];安徽理工大学;2006年
2 李奎;隧道岩溶围岩力学特性的初步研究[D];西南交通大学;2005年
3 王明华;金沙江溪洛渡水电站地下洞室围岩分类及稳定性评价[D];成都理工学院;2001年
4 黄木坤;ANSYS三维弹塑性结构分析在地下工程围岩稳定性评价中的应用[D];重庆大学;2002年
5 马力;矿用高强度扁平接链环强度的理论分析与实验研究[D];辽宁工程技术大学;2002年
6 石卫华;索杆式展开结构的设计与分析及骨架式膜结构研究[D];浙江大学;2003年
7 聂清风;汽车空压机气阀运动规律及容积效率的研究[D];武汉理工大学;2003年
8 符立勇;大跨度单层球面网壳的稳定性分析[D];西南交通大学;2002年
9 李海;沈阳公和斜拉桥的荷载试验研究[D];大连理工大学;2003年
10 张柏成;复杂地基与结构静、动力相互作用分析研究[D];河海大学;2003年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 孟召平,彭苏萍,黎洪;正断层附近煤的物理力学性质变化及其对矿压分布的影响[J];煤炭学报;2001年06期
2 于广明,谢和平,杨伦,张玉卓;采动断层活化分形界面效应的数值模拟研究[J];煤炭学报;1998年04期
3 贾明魁;锚杆支护煤巷冒顶成因分类新方法[J];煤炭学报;2005年05期
4 黄庆享;顶煤弹性深梁力学模型及其应用[J];岩石力学与工程学报;1998年02期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘同有,江荣伏,包四根;采矿动态环境中巷道稳定的探索[J];地下空间;1999年04期
2 李树德;活动断层分段研究[J];北京大学学报(自然科学版);1999年06期
3 李,朱金兆,朱清科;分形维数计算方法研究进展[J];北京林业大学学报;2002年02期
4 吴树仁,胡道功,石玲,谢广林,汪华斌,易顺华,徐瑞春,梅应堂;鄂西清江下游主要活动断层分段、分形与地震活动[J];长春科技大学学报;1999年03期
5 张均,周乔伟;川西北地区控矿断裂的分形特征及其预测意义[J];长春科技大学学报;2000年04期
6 嵇艳鞠,林君,于生宝,王忠,周逢道,李惠;ATEM瞬变电磁系统在长春市活断层勘探中的应用[J];吉林大学学报(地球科学版);2005年S1期
7 刘菁华;王祝文;刘树田;王晓丽;;城市活动断裂带的土壤氡、汞气评价方法[J];吉林大学学报(地球科学版);2006年02期
8 杨光俊;分形几何简介[J];楚雄师专学报;1996年03期
9 康力,刘志平,盘晓东,桑成良;吉林省中部地区现今构造活动及现代地壳应力场特征的探讨[J];东北地震研究;2001年01期
10 张国伟,董云鹏,姚安平;关于中国大陆动力学与造山带研究的几点思考[J];中国地质;2002年01期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 姜德义;岩盐溶腔稳定性及失稳控制研究[D];重庆大学;2001年
2 闻久成;辽宁核电厂地震危险性分析评价[D];吉林大学;2000年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 肖东升;贵州区域地壳稳定性及地震危险性分析[D];西南交通大学;2004年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 冯恩杰,付民强;东滩矿断层活化对3煤顶板突水的影响[J];煤田地质与勘探;2004年04期
2 杨立新;曹思华;;探压钻孔煤与瓦斯喷出机理浅析[J];煤炭技术;2006年02期
3 于军杰;张彦宾;李德海;;断层活化对地表移动与变形的分析[J];煤矿现代化;2008年03期
4 左建平;陈忠辉;王怀文;刘晓鹏;吴志鹏;;深部煤矿采动诱发断层活动规律[J];煤炭学报;2009年03期
5 解俊祥;;李雅庄煤矿F33断层滞后突水分析[J];中国科技信息;2011年15期
6 刘显云,付民强;对东滩煤矿14301工作面突水的认识[J];山东煤炭科技;2003年06期
7 李青锋;王卫军;朱川曲;彭文庆;;基于隔水关键层原理的断层突水机理分析[J];采矿与安全工程学报;2009年01期
8 卜万奎;茅献彪;;断层倾角对断层活化及底板突水的影响研究[J];岩石力学与工程学报;2009年02期
9 李志华;窦林名;陆菜平;曹安业;张明伟;何江;;断层冲击相似模拟微震信号频谱分析[J];山东科技大学学报(自然科学版);2010年04期
10 王林;王卫军;黄俊;张永青;;超前支承压力对断层活化影响的数值分析[J];采矿技术;2011年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 许继影;姚多喜;陈善成;孙林;;杨柳井田断层采动活化FLAC2D数值模拟分析[A];矿山地质灾害成灾机理与防治技术研究与应用[C];2009年
2 王则才;;肥城煤田断层突水及防治方法[A];中国煤炭学会矿井地质专业委员会、中国煤炭工业劳动保护科学技术学会水害防治专业委员会2005年学术交流会论文集[C];2005年
3 蒋靖祥;尹光华;王在华;;天山断层微量活动与地震研究[A];地震海啸与地震预报实验场学术研讨会摘要集[C];2005年
4 裴军令;李海兵;孙知明;王焕;司家亮;邱祝礼;王喜生;;汶川地震断裂带断层滑移作用与断层岩的岩石磁学[A];中国地球物理2010——中国地球物理学会第二十六届年会、中国地震学会第十三次学术大会论文集[C];2010年
5 郑捷;李兴才;;具有滑动弱化本构关系的断层滑动细胞自动机模型[A];1992年中国地球物理学会第八届学术年会论文集[C];1992年
6 薛霆虓;傅容珊;;用准静态数值方法模拟2001年昆仑山特征地震[A];中国地球物理学会第二十四届年会论文集[C];2008年
7 查显杰;戴志阳;葛林林;;利用InSAR资料研究2010年玉树地震断层几何与滑移分布[A];中国地球物理学会第二十七届年会论文集[C];2011年
8 丁德民;马凤山;王成;宋召法;张亚民;王杰;郭捷;;海底矿体开挖下的断裂带突水效应研究[A];中国科学院地质与地球物理研究所第十届(2010年度)学术年会论文集(下)[C];2011年
9 裴军令;孙知明;王喜生;李海兵;司家亮;许伟;陈蕴;杨振宇;;汶川地震断裂带断层热增压滑移机制的岩石磁学记录[A];中国地球物理学会第二十七届年会论文集[C];2011年
10 万永革;王敏;陈杰;;GPS和水准测量资料反演昆仑山口西地震同震滑动分布[A];中国地震学会第十次学术大会论文摘要专集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 胡戈;综放开采断层活化导水机理研究[D];中国矿业大学;2008年
2 卜万奎;采场底板断层活化及突水力学机理研究[D];中国矿业大学;2009年
3 黄存捍;采动断层突水机理研究[D];中南大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 薛志鹏;断层活化导致井巷破坏的数值模拟分析[D];河南理工大学;2010年
2 张群;采动诱发断层活化的数值模拟及微震监测研究[D];河南理工大学;2011年
3 贾晓亮;基于FLAC~(3D)的断层数值模拟及其应用[D];河南理工大学;2010年
4 吴则祥;断裂带影响范围内煤柱稳定性及突水机理研究[D];北方工业大学;2013年
5 贾若;胜坨油田套管损坏的地质因素分析[D];中国石油大学;2007年
6 赵文娟;采动围岩运动规律与断层活动性的研究[D];山东科技大学;2010年
7 尹新义;琼东南盆地断裂组合样式及其变形机制模拟分析[D];中国地质大学;2011年
8 张超;充满流体管道在断层作用下的性能分析[D];大庆石油学院;2010年
9 慎丹;近场地震下RC梁式桥抗震设计几个关键问题的研究[D];北京交通大学;2011年
10 刘华国;基于高分辨率遥感影像的柯坪推覆构造系的构造变形研究[D];中国地震局地质研究所;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026