采煤采空區(qū)泄洪洞結構受力性能分析及安全性評估.pdf

1、煤炭能源在我國經(jīng)濟建設進程中具有舉足輕重的地位,與此同時,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)電廠貯灰場的重要水工構筑物,通常會穿越采煤采空區(qū)。采煤采空區(qū)在地表形成的沉陷盆地會對泄洪洞結構的受力產(chǎn)生不利影響,且泄洪洞屬于地下構筑物,遭受破壞后修復困難,因此對處于采空區(qū)上方的泄洪洞結構進行受力性能分析和安全評估具有重要意義。
　　本文采用兩種理論計算方法與有限元數(shù)值分析方法對采煤采空區(qū)的泄洪洞結構進行受力性能分

2、析和安全評估,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構內(nèi)力的計算方法,并以此為基礎,采用兩種不同行業(yè)計算手冊所推薦的計算方法對垂直土壓力及泄洪洞結構控制截面內(nèi)力進行了計算和分析,得出了在不同敷設條件下的垂直土壓力和泄洪洞結構內(nèi)力的變化規(guī)律。
　　(2)采用 ABAQUS建立平面模型對泄洪洞結構橫向內(nèi)力進行計算,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確的模擬實

3、際結構的受力狀態(tài),分析了在溝槽寬度較大時垂直土壓力在邊坡傾角影響下的變化規(guī)律,同時將有限元計算結果與理論計算結果進行對比分析。
　　(3)采用 ABAQUS建立泄洪洞—土體三維模型,通過面—面接觸來模擬二者界面處的相互作用,為了貼近工程實際狀況,對泄洪洞在長度方向進行分段處理,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程,并以此來計算采空區(qū)對結構的影響。
　　(4)根據(jù)不同埋深的采空