煤矿采动区地下巷道结构的地震动力破坏研究  

Study of Earthquake Dynamic Damage on the Underground Roadway Structure in Coal Mining Area

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作  者:刘书贤[1,2] 刘少栋[1] 魏晓刚[3] 白春[1] 麻凤海[4] 

机构地区:[1]辽宁工程技术大学建筑工程学院,辽宁阜新123000 [2]辽宁工程技术大学土木与交通学院,辽宁阜新123000 [3]郑州航空工业管理学院土木建筑工程学院,河南郑州450046 [4]大连大学建筑工程学院,辽宁大连116622

出  处:《地震研究》2015年第3期467-474,共8页Journal of Seismological Research

基  金:国家自然科学基金项目(51474045;51174038);辽宁省教育厅科研项目(L2012111);中国煤炭工业协会科学技术研究指导性计划项目(MTKJ2012-319);辽宁工程技术大学市场调研信息立项基金(SCDY2012010)联合资助

摘  要:为了探讨煤矿地下巷道及围岩结构体系地震动力破坏特征,基于结构动力学理论建立考虑土与结构相互作用的地下巷道结构动力学运动方程,利用有限元计算分析模型分析巷道结构的地震动力响应,通过观测巷道结构特征点的力学响应来分析地下巷道结构的地震动力破坏特征。结果表明:地震作用下巷道结构会出现周期性高应力集中区域,巷道的底部、顶部和两侧最容易发生破坏;地震发生初期巷道的顶板破坏明显强于巷道腰部,可能会造成巷道顶板下沉坍塌;地震发生后期巷道结构容易发生底鼓现象,导致巷道产生整体失稳破坏;需要根据巷道的破坏现象加强巷道结构顶板支护的设计,同时也要及时进行加固维护,以保证巷道结构的安全使用。In order to explore seismic dynamic destroy characteristics of the underground roadway structure of coal mine and its surrounding rock,based on structural dynamics theory,we established the dynamics equation of underground roadway structure considering the interaction betw een soil and structure. The finite element calculation analysis model was established to analyze the seismic dynamic destroy response of the roadway structure,and then on the basis of it,the seismic dynamic damage characteristics of underground roadway structure was analyzed. The calculation results show that the roadway structure will appear periodic high stress concentration areas under seismic action,on both sides of roadway,and the top and the bottom of it are most likely to be destroyed. In the early stage of earthquake,the damage of roadway'roof was stronger than that of roadway'w aist,which may induce the collapse of the roadway' roof; In the late stage of the earthquake,the drum phenomenon was likely to appear at the bottom of the roadway,which caused the instability and destroy of the whole roadway. So we should strengthen the design of the support of the roadway' roof,as well as reinforce the maintenance of it in time,to ensure the safe using of roadway structure.

关 键 词:动力响应 土-结构相互作用 地震作用 地下巷道结构 应力场 煤矿采动 

分 类 号:TV311[水利工程—水工结构工程]

 

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