老采空區(qū)建筑地基穩(wěn)定性分析的數(shù)值模擬研究.pdf

1、因?yàn)榻ㄔO(shè)的需要，過(guò)去幾十年礦產(chǎn)資源被大量地開(kāi)采，尤其是煤炭的長(zhǎng)期超常規(guī)無(wú)序粗放式開(kāi)采，使我國(guó)眾多礦區(qū)形成了大面積、大規(guī)模的采空區(qū)。隨著經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展，對(duì)煤炭等礦產(chǎn)資源的需求與日俱增，新的采空區(qū)在不斷地形成。開(kāi)采引起地表沉陷與變形，導(dǎo)致地表構(gòu)(建)筑物變形、破壞，影響其正常使用，甚至廢棄，給人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)了巨大損失和嚴(yán)重威脅。 另一方面伴隨著基礎(chǔ)建設(shè)擴(kuò)展，許多基礎(chǔ)工程如公路、鐵路、民用建筑等不得不穿越或建立在老采空區(qū)

2、上。在民用建筑及交通設(shè)施等靜荷載和運(yùn)輸工具等動(dòng)荷載的影響下，采空區(qū)在某些部位出現(xiàn)了“活化”，導(dǎo)致地表殘余變形過(guò)大，影響到了地面建筑的正常使用，甚至發(fā)生了事故。因此迫切需要開(kāi)展老采空區(qū)建筑地基穩(wěn)定性的研究，這對(duì)我國(guó)礦區(qū)土地的利用及基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和小城鎮(zhèn)建設(shè)規(guī)劃都具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。 近年來(lái)，計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速進(jìn)步使數(shù)值計(jì)算方法不斷發(fā)展并廣泛應(yīng)用于科研和工程實(shí)踐中，包括隧道開(kāi)挖、礦業(yè)工程以及地下工程等。其突出的優(yōu)點(diǎn)是能夠代替昂貴耗

3、時(shí)的試驗(yàn)，對(duì)所研究的問(wèn)題進(jìn)行數(shù)值模擬。本文我們將采空區(qū)其抽象為平面應(yīng)變模型，利用數(shù)值模擬方法研究采空區(qū)建筑地基的穩(wěn)定性。 本文研究的內(nèi)容分為五章：第一章主要對(duì)采空區(qū)的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述、探討研究的意義，找出研究中的不足之處；第二章對(duì)數(shù)值模擬的模型進(jìn)行設(shè)計(jì)和求解，并對(duì)所運(yùn)用的軟件RFPA進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹；第三章是模擬開(kāi)采沉陷過(guò)程，研究采動(dòng)巖層移動(dòng)及地表移動(dòng)和變形規(guī)律；第四章是在開(kāi)采沉陷穩(wěn)定之后，在沉陷盆地的不同部位施加大小不同的建筑物