时空效应对采动区输电线路地表稳定性的影响研究

发布时间：2017-06-14 19:03

  本文关键词：时空效应对采动区输电线路地表稳定性的影响研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：高压输电线路为远距离电力输送的主要渠道,线路运行时要求安全可靠、万无一失。对输电线路途经采空区的变形进行准确的预测,分析未来的地表变形规律,研究铁塔的稳定性,对输电线路的稳定性进行科学的分析与评价,都是亟待解决的问题。本文以某典型工程为背景,对采动区地表变形的时空效应及其对地表稳定性的影响进行了研究,主要内容如下。本文采用RTK技术对典型工程的地表变形进行了观测,分别用概率积分法和FLAC3D软件模拟的方法对采动区地表变形进行了计算。比较了实测值、预计值和模拟值,验证了预计和模拟方法的合理性和可行性。以典型220kV输电线路途经的采动区为背景,研究了采动过程对地表变形的影响规律以及采动区不同位置处地表变形的特征,进一步分析了地表变形对位于采动区不同空间位置处铁塔的影响规律,得到了采动过程以及采动区地表变形的空间特性对铁塔的影响规律。在采动过程中,由于土拱效应的作用会在上覆层中形成保护土拱。本文采用FLAC3D有限元软件建立了典型采动区的计算分析模型,研究了土拱效应对地表变形的影响。结果表明土拱效应的存在可以有效减小地表最大下沉值和下沉率。采用有限元软件,以典型土层黄土和砂岩为例,分析了不同深厚比时地表的下沉规律,获得了深厚比与地表下沉的关系。分析结果表明,随着深厚比的减小,下沉值和下沉率均逐渐增大。在深厚比小于30的情况下,地表下沉有显著增大。总体上地表下沉值和下沉率受采深影响更大。同等条件下,砂岩对应的地表下沉值和下沉率均比黄土对应的地表下沉值和下沉率小。提出了标准深厚比的概念,提出了深厚比的标准化计算方法。分析表明,当标准深厚比大于1时,地表下沉率较小且变化幅度较小;当标准深厚比小于等于1时,地表下沉率较大且变化幅度较大;同时提出了等效计算方法,得到了等效深厚比。建议今后在考虑采动区输电铁塔的技术措施时,将上覆层的深厚比,等效为砂岩的深厚比,即对砂岩而言,等效深厚比小于30时地表变形严重,等效深厚比大于100时地表变形轻微。建立了地表下沉的时间函数模型,研究了地表变形的时间特性,分析表明,该时间函数模型能较好地体现地表下沉的实际物理过程。提出了不同等效深厚比时,采空区输电线路的设计建议。
【关键词】：采动区 输电线路 时空特性 地表稳定性 深厚比
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU433
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-21
• 变量注释表21-23
• 1 绪论23-41
• 1.1 研究背景与意义23-25
• 1.2 采动区地表变形研究现状25-38
• 1.3 目前存在问题38-39
• 1.4 本文主要研究内容39-41
• 2 采动区铁塔移动变形预测与现场观测41-63
• 2.1 项目概况41-43
• 2.2 采动区高压输电线路变形预计43-51
• 2.3 采动区地表下沉数值模拟51-52
• 2.4 采动区现场观测52-60
• 2.5 现场观测、理论预计与数值模拟结果的比较分析60-61
• 2.6 本章小结61-63
• 3 地表变形空间特性及其对铁塔影响的研究63-85
• 3.1 采煤工作面中心虚拟铁塔处采动变形预计结果63-65
• 3.2 采煤工作面中心虚拟铁塔处采动变形空间演化规律65-68
• 3.3 地表变形空间特性68-81
• 3.4 地表变形空间特性对铁塔的影响81-83
• 3.5 本章小结83-85
• 4 深厚比与地表变形关系的研究85-113
• 4.1 土拱效应对地表变形的影响85-96
• 4.2 深厚比与地表变形的关系（忽略土拱效应）96-105
• 4.3 深厚比的标准化计算105-111
• 4.4 本章小结111-113
• 5 采动区输电线路地表稳定性评估113-127
• 5.1 基于等效深厚比的输电线路地表稳定性评估113-118
• 5.2 基于采动空间特性的输电线路地表稳定性评估118-119
• 5.3 基于采动时间特性的输电线路地表稳定性评估119-124
• 5.4 输电线路地表稳定性综合评估124-126
• 5.5 本章小结126-127
• 6 结论与展望127-131
• 6.1 主要结论127-129
• 6.2 本文创新点129
• 6.3 展望129-131
• 参考文献131-139
• 作者简历139-142
• 学位论文数据集142

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