采动区可调整建筑物基础结构设计与抗变形机理分析

论文摘要

在采动区内,地表建筑物的损坏是一个非常复杂的过程。在分析国内外采动区建筑物保护措施的基础上,本文提出了一种抗变形可调整建筑基础结构型式,并对其调整方式和调整量控制进行了设计。综合应用矿山开采学、材料力学、开采损害学等学科的知识,分析研究了不同地表变形情况下建筑物的损坏情况,以及通过分析采动区不同的地表变形规律,提出了采动区建筑物保护新方法。这样可以有效地抵抗地表变形,从而达到针对性强和经济性合理的效果。本文通过对地下开采引起的地表变形与建筑物破坏的分析,提出了“变形控制”的抗变形保护方法即在地表变形过程中实现“随变形随调整”的建筑物基础设计。在地下开采引起地表变形的过程中,处于保护下的建筑物随着地表变形来调整建筑物所处的竖直与水平位置,以控制建筑物的附加应力,使建筑物上部结构的附加应力控制在建筑物能够承受的范围内,从而达到保护建筑物的目的。本文的主要内容包括以下几个方面:(1)研究分析采动区建筑物在地表变形作用下的影响以及现有建筑保护措施的改进;(2)提出采动区抗变形可调整建筑基础的型式以及可调整基础的调整原理分析;(3)对新型抗变形可调整建筑物基础的破坏形式以及抗采动能力进行分析研究;(4)采动区抗变形可调整建筑基础的设计参数分析、推导;(5)应用数值模拟分析建筑物与开采引起地表变形的关系,以及抗变形可调整建筑基础保护原理。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 采动区建筑物保护研究历史与现状
• 1.2 采动区建筑物损坏评定标准
• 1.3 采动区建筑物保护措施的分析
• 1.3.1 刚性保护措施
• 1.3.2 柔性保护措施
• 1.3.3 刚柔结合保护措施
• 1.4 本论文主要研究内容、方法和技术路线
• 1.4.1 本论文主要研究内容
• 1.4.2 本论文主要研究方法和技术路线
• 2 采动区建筑物损坏与保护措施分析
• 2.1 采动区地表变形对建筑物的损坏分析
• 2.1.1 采动区地表静态变形对建筑物的影响
• 2.1.2 采动区地表动态变形对建筑物的影响
• 2.1.3 采动区不同位置对建筑物的影响
• 2.1.4 采动区地表变形引起的建筑物裂缝
• 2.2 采动区地表变形与建筑物变形的关系
• 2.2.1 建筑物与地表下沉之间的关系
• 2.2.2 建筑物与地表倾斜之间的关系
• 2.2.3 建筑物与地表曲率之间的关系
• 2.2.4 建筑物与地表水平变形之间的关系
• 2.3 采动区建筑物的保护措施
• 2.3.1 采动区建筑物保护的理论分析
• 2.3.2 采动区建筑物保护措施
• 2.3.3 采动区建筑物保护措施的改进
• 2.4 小结
• 3 采动区抗变形可调整建筑基础结构型式
• 3.1 抗变形可调整建筑基础结构型式
• 3.2 抗变形可调整建筑基础调整方式
• 3.2.1 在水平方向上的调整措施和方法
• 3.2.2 在竖直方向上的调整措施和方法
• 3.3 采动区可调整建筑基础设计原理
• 3.3.1 采动区变形控制建筑物的控制方法以及结构调整系统
• 3.3.2 采动区变形控制建筑物的控制原理
• 3.4 采动区可调整建筑基础的实现方法
• 3.5 小结
• 4 采动区可调整建筑基础抗变形机理分析
• 4.1 采动区地表变形引起建筑基础变形与破坏机理
• 4.1.1 采动区可调整建筑物破坏过程分析
• 4.1.2 采动区可调整建筑基础受地表变形的影响
• 4.2 采动区地表变形引起可调整建筑基础附加应力分析
• 4.2.1 采动区地表水平变形引起的可调整建筑物附加应力
• 4.2.2 采动区地表曲率变形引起的可调整建筑物附加应力
• 4.2.3 采动区地表倾斜变形引起的可调整建筑物附加应力
• 4.3 采动区可调整建筑基础抗变形能力分析
• 4.4 小结
• 5 可调整建筑基础结构装置设计
• 5.1 采动区可调整建筑采动区建筑物变形控制标准
• 5.2 采动区可调整建筑基础的设计参数
• 5.3 小结
• 6 采动区建筑物抗变形数值模拟研究
• 6.1 有限元ANSYS 简介
• 6.1.1 有限元方法的基本过程
• 6.1.2 砌体结构力学性能的非线性有限元分析
• 6.2 计算模型与材料参数
• 6.3 模拟计算结果分析
• 6.4 小结
• 7 主要结论与展望
• 7.1 主要结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 硕士期间参与科研项目与发表论文