采空区论文矿柱-顶板系统厚板理论稳定性应变能熵离层.doc

采空区论文：矿柱-顶板系统厚板理论稳定性应变能熵离层位错【提示】本文仅提供摘要、关键词、篇名、目录等题录内容。为中国学术资源库知识代理，不涉版权。作者如有疑义，请联系版权单位或学校。【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。【关键词】采空区；矿柱-顶板系统；厚板理论；稳定性；应变能熵；离层；位错；【篇名】采空区矿柱顶板体系变形特征及其稳定性分析【目录】采空区矿柱顶板体系变形特征及其稳定性分析摘要5-6Abstract6第1章 绪论10-171.1 课题背景及研究目的和意义10-111.2 国内外研究现状11-141.2.1 采空区顶板变形破坏特征研究现状11-121.2.2 煤柱突然失稳对煤柱-顶板体系产生的扰动效应研究现状12-131.2.3 采空区层状顶板离层及位错变形研究现状13-141.3 本文主要研究内容和研究方法14-171.3.1 研究内容14-151.3.2 研究方法15-17第2章 工程背景17-212.1 交通位置17-182.2 地层岩性18-202.2.1 沉积土层182.2.2 基岩岩组18-202.3 主要工程问题20-21第3章 混合边界条件下采空区顶板挠度求解及分析21-363.1 Reissner 厚板理论简介21-233.2 构建工程力学模型23-243.3 混合边界矩形厚板挠度公式推导24-313.3.1 基本方程24-253.3.2 矩形厚板基本系统253.3.3 矩形厚板实际系统25-263.3.4 混合边界厚板挠度公式推导26-313.4 计算结果及分析31-343.4.1 数值计算与解析解的验证分析31-323.4.2 混合边界与四边简支厚板挠度对比分析32-343.5 混合边界自由段长度对厚板挠度影响34-353.6 本章小结35-36第4章 煤柱突然失稳对煤柱-顶板系统的扰动分析36-474.1 熵的概念及应变能熵的含义36-384.1.1 采场围岩应力状态变化分析36-374.1.2 采场应变能熵的含义37-384.2 构建采空区煤柱-顶板工程模型及数值计算模型38-404.2.1 采空区煤柱-顶板工程模型38-394.2.2 采空区煤柱-顶板数值计算模型39-404.3 计算结果及分析40-454.3.1 位移场分析40-424.3.2 塑性破坏场分析42-434.3.3 剪应变速率变化分析43-444.3.4 应变能熵分析44-454.3.5 煤柱应力集中系数变化分析454.4 本章小结45-47第5章 采空区层状顶板离层及位错特征分析47-595.1 构建采空区层状顶板工程力学模型和数值计算模型47-495.1.1 采空区层状顶板工程力学模型47-485.1.2 采空区层状顶板数值计算模型48-495.2 模拟计算过程及计算方案495.2.1 模拟计算过程495.2.2 模拟计算方案495.3 计算结果及分析49-575.3.1 不同采场宽度层状顶板离层分析49-515.3.2 不同侧压力系数层状顶板离层分析51-535.3.3 层间不同粘聚力层状顶板离层分析53-545