煤矿采室区的地震动力响应研究

发布时间：2019-08-20 09:23

【摘要】：为了研究煤矿采空区的地震动力响应及其对地表的影响规律以及煤矿采空区群的地震动力响应,基于工程结构波动理论和结构动力学,从加速度响应和位移响应的变化角度对煤矿采空区的地震动力响应进行了系统的定量分析。依据工程结构波动理论在地下结构抗震领域的研究成果,探讨了煤矿采空区存在的情况下其地震动力响应及其影响因素,结合矿山开采沉陷学、结构动力学、材料力学等相关的理论知识,建立煤矿采空区岩层的动力学方程,通过设定输入地震波的不同加速度峰值,探讨了不同加速度峰值作用下煤矿采空区的地震动力响应规律,根据抗震设计规范选用TAFT地震波以及人工地震波对煤矿采空区以及煤矿采空区群的地震动力响应进行数值计算,量化的分析了煤矿采空区的地震动力响应及其影响因素,计算结果表明：与自由场相比,煤矿采空区的存在降低了地表位移和加速度峰值,明显的改变了场地地表的动力反应特性,由于煤矿采空区的存在破坏了原有场地的整体性,改变了原有的应力平衡状态,使岩石介质的松散度与破碎度增加,地震波在传播过程中耗散能量增大,因此地震波传到地表时,位移和加速度峰值与自由场相比有所减小。同时对地表加速度的影响因素做出分析,随着煤矿采空区埋深的增加,对其上方地表的各点加速度的减弱作用在降低；随着岩体刚度的变大,地震波传到地表的加速度峰值也随之增加；煤矿采空区填充材料的刚度越大,填充区上方地表加速度峰值也就越大。采用数值模拟的方法分析了煤矿采空区群的地震动力响应,并研究了与单一煤矿采空区的不同,运用地表沉陷以及岩石损伤的理论对煤矿采空区群的应力场演化分析进行研究, 随着输入地震波的加速度峰值的变大,超过岩层的应力强度,煤矿采空区上覆岩层产生弯曲变形,且在煤柱上下方出现增压区,使煤柱所受压力增大,其上顶与下底出现应力集中现象,是容易被破坏的薄弱部位。
【图文】：

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【学位授予单位】：辽宁工程技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD325.3

【参考文献】

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本文编号：2528525