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《采空場覆巖變形特性研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在應用文檔-天天文庫。
1、分類號密級UDC編號10486武漢大學碩士學位論文采空場覆巖變形特性研究研究生姓名：李向陽指導教師姓名、職稱：周創(chuàng)兵教授學科、專業(yè)名稱：巖土工程研究方向：巖土體穩(wěn)定二○○四年十月3TheBehaviorStudyofOverburdendeformationinAbandonedStopeByLiXiangyang3鄭重聲明本人的學位論文是在導師指導下獨立撰寫并完成的，學位論文沒有剽竊、抄襲、造假等違反學術道德、學術規(guī)范和侵權行為，本人愿意承擔由此產生的法律后果和法律責任，特此鄭重聲明學位論文作者（簽名）：年月日3武漢大學碩
2、士學位論文摘要隨著人們對礦產資源的需求越來越大，采空區(qū)規(guī)模及開采深度也不斷加大，由此引起的覆巖及地表變形問題也越來越嚴重,由此嚴重影響著人們的生產生活，并帶來巨大的經濟損失。因此對地下開挖引起的覆巖變形破壞過程與機理、地表變形規(guī)律等問題進行研究具有很強的現(xiàn)實意義。覆巖變形與地表沉降具有非均勻、非連續(xù)與大位移的特點，是一個高度復雜的非線性問題。前人在這方面已經做了大量的工作，分別采用現(xiàn)場監(jiān)測、理論分析、室內試驗及計算機模擬等手段，對覆巖與地表變形的預測、裂隙和離層的分布以及由此帶來的采動損害的防護與控制等問題進行了廣泛的研究，
3、得出了許多有益的經驗與結論。本論文結合橫向課題“湖北荊襄化工集團大峪口礦段木架山采空場處理研究”，對覆巖變形進行了一系列研究。主要內容及其結論如下：1)對覆巖變形及地表沉降引發(fā)的災害問題進行了全面而系統(tǒng)的調研分析，綜述了目前主要的覆巖變形與地表沉降的分析手段與研究進展，特別回顧了相似模擬的研究現(xiàn)狀及其優(yōu)缺點，為論文的研究提供了基礎。確定了采用有限元數(shù)值模擬與相似材料模擬作為研究木架山采空區(qū)覆巖變形特性研究手段的方案。2)進行了現(xiàn)場地質條件勘查，開展了室內單軸壓縮、劈裂與三軸剪切巖石力學參數(shù)試驗，結合現(xiàn)場經驗與前人研究成果，提
4、出了數(shù)值模擬與相似模擬研究所需要的巖體力學參數(shù)。3)采用有限元ANSYS軟件分析了覆巖與地表的移動、變形與破壞的規(guī)律與頂板的極限跨度，嘗試了離層得模擬。研究發(fā)現(xiàn)，隨著礦柱的崩落，覆巖跨度不斷增加，引起的地表移動范圍也不斷增大，地表垂直沉降范圍大致為跨度的1.5～1.7倍，垂直沉降曲線始終關于最大沉降點對稱；水平移動的范圍大于垂直沉降的范圍，最大水平移動量大約為最大沉降量的40％，且水平移動不對稱。另外，當覆巖發(fā)生整體下沉時離層主要存在于跨度兩端，離層由層理剪切破壞引起。4)采用正交試驗確定相似模擬試驗中的材料配比，用云母粉模
5、擬廣泛存在于巖層中的層理，模擬了覆巖從變形到開裂、跨落的全過程，描述了離層的產生過程與存在范圍，分析了地表沉降規(guī)律，得出了較為可靠的覆巖極限跨度：110m。并對試驗中存在的測量誤差，材料參數(shù)誤差進行了分析。5)通過對木架山礦區(qū)覆巖變形規(guī)律的研究，我們發(fā)現(xiàn)，不論是地表沉降，還是覆巖內部的變形破壞，數(shù)值模擬與相似模擬結果基本是一致的，并對層理的破壞模式與機理進行了深入研究。在全面了解主要的沉降預防與治理措施的基礎上，57武漢大學碩士學位論文對類似工程的覆巖變形提出了可行的控制方案。關鍵詞：覆巖變形；數(shù)值模擬；相似模擬；層理；離層
6、；沉降控制57武漢大學碩士學位論文ABSTRACTTheminingdeepandthescaleofabandonedstopeiscontinuouslyaugmentingasthedemandformineralresourcesincreasemoreandmoreforsatisfyingtheneedofhumandevelopment,whichleadtothedeformationofoverburdenandsubsidenceofearthsurfacearemoreandmoreserious.It
7、putsorelyimpactonthepeoples’lifeandproductionaction,atthesametimeitcauseheavyeconomiclosses.Wherefore,itisofpracticabilitythatstudytheruleandmechanismofoverburdendeformationandearthsurfacesubsidencecausedbyundergroundmining.Thecharacteristicsofoverburdendeformation
8、andsurfacesubsidenceisnon-uniform、discontinuityandlargedisplacement,sothisisaexceedingcomplicatednon-linearproblem.Ourpredecessorshaveadoptedsome
