采煤采空區(qū)泄洪洞結(jié)構(gòu)受力性能分析及安全性評(píng)估.pdf

1、煤炭能源在我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)進(jìn)程中具有舉足輕重的地位,與此同時(shí),煤炭的大量開采使得煤礦區(qū)存在大量采煤采空區(qū)。泄洪洞是火力發(fā)電廠貯灰場(chǎng)的重要水工構(gòu)筑物,通常會(huì)穿越采煤采空區(qū)。采煤采空區(qū)在地表形成的沉陷盆地會(huì)對(duì)泄洪洞結(jié)構(gòu)的受力產(chǎn)生不利影響,且泄洪洞屬于地下構(gòu)筑物,遭受破壞后修復(fù)困難,因此對(duì)處于采空區(qū)上方的泄洪洞結(jié)構(gòu)進(jìn)行受力性能分析和安全評(píng)估具有重要意義。
　　本文采用兩種理論計(jì)算方法與有限元數(shù)值分析方法對(duì)采煤采空區(qū)的泄洪洞結(jié)構(gòu)進(jìn)行受力性能分

2、析和安全評(píng)估,主要研究工作包括:
　　(1)闡述了填埋式涵洞的土壓力理論以及結(jié)構(gòu)內(nèi)力的計(jì)算方法,并以此為基礎(chǔ),采用兩種不同行業(yè)計(jì)算手冊(cè)所推薦的計(jì)算方法對(duì)垂直土壓力及泄洪洞結(jié)構(gòu)控制截面內(nèi)力進(jìn)行了計(jì)算和分析,得出了在不同敷設(shè)條件下的垂直土壓力和泄洪洞結(jié)構(gòu)內(nèi)力的變化規(guī)律。
　　(2)采用 ABAQUS建立平面模型對(duì)泄洪洞結(jié)構(gòu)橫向內(nèi)力進(jìn)行計(jì)算,采用合理的接觸方式模擬泄洪洞與土體之間的相互作用,并利用分層填筑的加載方式以求準(zhǔn)確的模擬實(shí)

3、際結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài),分析了在溝槽寬度較大時(shí)垂直土壓力在邊坡傾角影響下的變化規(guī)律,同時(shí)將有限元計(jì)算結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。
　　(3)采用 ABAQUS建立泄洪洞—土體三維模型,通過(guò)面—面接觸來(lái)模擬二者界面處的相互作用,為了貼近工程實(shí)際狀況,對(duì)泄洪洞在長(zhǎng)度方向進(jìn)行分段處理,并且考慮其相鄰洞段之間的相互接觸作用,利用 ABAQUS移除單元功能模擬煤層的開采過(guò)程,并以此來(lái)計(jì)算采空區(qū)對(duì)結(jié)構(gòu)的影響。
　　(4)根據(jù)不同埋深的采空