论文题目: 采动损伤地层结构地震响应研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 工程力学
作者: 刘向峰
导师: 王来贵
关键词: 采动损伤地层结构,采矿地下结构,地震响应,粘弹性人工边界,弱层,浅埋断层,动应力
文献来源: 辽宁工程技术大学
发表年度: 2005
论文摘要: 资源开采活动使矿区地层结构遭受损伤、抵抗破坏能力降低。调查表明,天然地震、采矿诱发地震对采动损伤地层内的地下结构破坏严重。开展矿区采矿损伤地层结构地震响应的研究,对分析采动损伤地层结构动力破坏的机理、提高矿区地下结构的抗震能力具有重要理论意义与现实意义。本文通过理论分析与数值模拟的方法对采动损伤地层及其地下结构的地震响应进行研究,主要内容包括:1、 综述了地震波在地层中传播规律的研究现状,并对岩石波速及地震波在岩石介质中衰减研究成果进行了总结。2、 利用ADPL语言对ANSYS程序进行了二次开发,在ANSYS中实现了粘弹性人工边界的设置及其相应的波动输入,对粘弹性人工边界的精度与稳定性进行了验证。3、 根据地震波在层状地层中的传播规律,编制了相应程序,对地层中软弱夹层对地面波动的影响进行了分析。4、 对断层出露场地和浅埋断层场地的地震响应进行了数值模拟,分析了断层产状变化对场地震动的影响情况。5、 进行了井下巷道地震反应的弹塑性分析,探讨了地震力作用下巷道围岩应力状态的变化规律。对不同围岩材料的巷道在不同频率地震波激励下的响应进行了研究,分析了围岩应力与波数之间的关系。在考虑了变围岩材料性质变化的情况下,探讨了巷道围岩的应力响应及位移响应与埋深间的关系。6、 将采矿煤柱及其顶底板结构简化为“哑铃”几何模型,讨论了地震波在模型内的传播规律,指出煤柱内地震波的强度与顶底板岩石介质波速、煤体介质波速、煤柱宽度、煤柱两侧采空区的宽度有关。7、 根据采空区顶板岩层的结构形式的变化,建立了多种采场模型。分别探讨了各模型在拉伸波与剪切波作用下顶板岩层的响应。
论文目录:
1绪论
1． 1研究背景
1． 2层状介质中的地震波传播理论研究现状
1． 3地下结构抗震的研究现状
1． 4本文研究的主要内容
参考文献
2岩层中的地震波传播特性
2． 1引言
2． 2分层介质中的弹性波
2． 2． 1弹性波的控制方程
2． 2． 2平面波在介质分界面上的反射和透射
2． 3岩石介质的波速变化特性
2． 4岩石介质中波的衰减
2． 5本章小结
参考文献
3波动的数值模拟的边界与波动输入方法
3． 1波动数值模拟的边界处理
3． 1． 1粘性人工边界
3． 1． 2粘弹性人工边界
3． 1． 3粘弹性人工边界的反射系数
3． 2分层介质模型的自由波场分析
3． 2． 1SH波入射情况
3． 2． 2P波或SV波入射情况
3． 3基于粘弹性人工边界的波动输入方法
3． 4粘弹性人工边界精度验证
3． 5本章小节
参考文献
4地质构造对地震波传播的影响
4． 1弱层的影响
4． 1． 1弱层对SH波影响的数值计算方法
4． 1． 2数值模拟结果与分析
4． 2非发震断层场地对地震动的影响
4． 2． 1理想化断层场地模型
4． 2． 2计算结果分析
4． 3本章小结
参考文献
5巷道的地震动力响应分析
5． 1地下结构动力问题的分析方法
5． 1． 1拟静力学分析方法
5． 1． 2有限元法
5． 2地震动力作用下巷道围岩响应分析
5． 2． 1模型建立
5． 2． 2计算结果分析
5． 3巷道动力响应特性
5． 3． 1不同频率地震波作用下的巷道响应
5． 3． 2巷道动力响应随埋深的变化
5． 4本章小结
参考文献
6地震力作用下采场煤柱与顶板的动力响应特性分析
6． 1引言
6． 2采场煤柱的地震动力响应特性
6． 2． 1地震波在底板-煤柱-顶板间的反射与透射
6． 2． 2数值算例
6． 3采空区顶板的地震动力响应特性
6． 3． 1简支岩梁模型的静力分析
6． 3． 2拉伸波作用下煤层顶板的动力响应
6． 3． 3剪切波作用下煤层顶板的动力响应
6． 4本章小结
参考文献
7结论与展望
7． 1主要结论
7． 2展望
致谢
发布时间: 2005-05-09
参考文献
- [1].饱和CO2地层水驱过程中的水—岩相互作用研究[D]. 于志超.吉林大学2013
- [2].低渗透砂岩气藏气水分布规律研究[D]. 金文辉.成都理工大学2013
- [3].鄂尔多斯盆地上古生界流体赋存特征及成藏机制[D]. 王晓梅.西北大学2013
- [4].多场耦合作用下的煤层气运移机理研究[D]. 周珺.成都理工大学2015
- [5].苏里格气田苏20区块气水分布规律研究[D]. 王继平.西北大学2014
- [6].川西坳陷中段上三叠统—侏罗系天然气成藏地球化学研究[D]. 王鹏.成都理工大学2015
- [7].煤储层与气体作用特征的实验研究[D]. 段利江.中国地质大学（北京）2010
- [8].清污混注水淹层动静态测井评价及剩余油预测方法研究[D]. 王婧慈.长江大学2013
相关论文
- [1].煤矿区采动覆岩离层分布规律与地表沉陷控制研究[D]. 赵德深.辽宁工程技术大学2001
- [2].地下结构随机地震响应分析及其动力可靠度研究[D]. 严松宏.西南交通大学2003
- [3].地下结构动力分析若干问题研究[D]. 高峰.西南交通大学2003
- [4].地下岩体工程灾害隐患雷达探测与控制研究[D]. 刘敦文.中南大学2001
- [5].对采场矿山压力有明显影响的覆岩破坏运动演化规律[D]. 吴士良.山东科技大学2002
- [6].地下工程开挖灾害预警系统的研究[D]. 方建勤.中南大学2004
- [7].地震动随机模拟方法中的场地效应研究[D]. 姜慧.中国地震局地球物理研究所2005
- [8].地铁地下结构抗震理论分析与应用研究[D]. 李彬.清华大学2005
- [9].房柱式采矿地压动态控制及人工智能应用研究[D]. 刁心宏.东北大学2001
- [10].山岭隧道地震动力响应及减震措施研究[D]. 李育枢.同济大学2006
标签：采动损伤地层结构论文; 采矿地下结构论文; 地震响应论文; 粘弹性人工边界论文; 弱层论文; 浅埋断层论文; 动应力论文;