地下采动岩体是影响煤矿塌陷区地基稳定性与承载力的关键工程地质因素。根据已有的相关研究资料,结合数值模拟,研究不同建筑荷载类型对地基的作用模式,分析煤矿塌陷区地基承载力的主要影响因素;将采动岩体概化为弹性复合层板组合而成,应用弹性力学理论,建立采动岩体三维层状介质力学模型;把地表的变形值作为该力学模型上的边界条件,通过位移反分析,获得采动岩体等效力学参数的反演方法;考虑到建筑荷载与地基之间的相互作用,通过力学分析,推导出建筑荷载作用下地基变形的计算公式,得出建筑荷载作用下地基稳定的条件;在以上研究的基础上,建立煤矿塌陷区地基承载力计算的理论公式,并探讨其在煤矿塌陷区规划、设计与建设中的应用。
subsidence area;construction load;mining rock mass;foundation bearing capacity;equivalent mechanical parameters
利用UDEC软件和相似材料模拟实验对煤矿塌陷区采动岩体的破坏机理和稳定性进行了实验研究,分析煤矿塌陷区地基稳定性的主要影响因素。将采动岩体概化为力学结构,建立荷载作用下采动岩体的突变失稳力学模型,推导出煤矿塌陷区采动岩体稳定性的分析方法。利用神经网络理论,建立了采动岩体等效力学参数的反演方法,并利用实际的开采沉陷预测参数资料,把地表的变形值作为该力学模型上的边界条件,通过位移反分析,对煤矿塌陷区采动岩体“三带”的等效力学参数进行了求取。将采动岩体概化为弹性复合层板组合而成,应用弹性力学理论,建立采动岩体三维层状介质力学模型。应用FLAC分析软件,模拟研究了不同荷载作用下煤矿塌陷区地基的再变形规律。通过力学分析,推导出建筑荷载作用下地基变形的计算公式。根据地基的临界荷和临塑荷载,建立煤矿塌陷区地基极限承载力和地基容许计算的理论公式。