煤礦采空區(qū)的地震動力響應(yīng)研究.pdf

1、為了研究煤礦采空區(qū)的地震動力響應(yīng)及其對地表的影響規(guī)律以及煤礦采空區(qū)群的地震動力響應(yīng)，基于工程結(jié)構(gòu)波動理論和結(jié)構(gòu)動力學(xué)，從加速度響應(yīng)和位移響應(yīng)的變化角度對煤礦采空區(qū)的地震動力響應(yīng)進(jìn)行了系統(tǒng)的定量分析。依據(jù)工程結(jié)構(gòu)波動理論在地下結(jié)構(gòu)抗震領(lǐng)域的研究成果，探討了煤礦采空區(qū)存在的情況下其地震動力響應(yīng)及其影響因素，結(jié)合礦山開采沉陷學(xué)、結(jié)構(gòu)動力學(xué)、材料力學(xué)等相關(guān)的理論知識，建立煤礦采空區(qū)巖層的動力學(xué)方程，通過設(shè)定輸入地震波的不同加速度峰值，探討了不同

2、加速度峰值作用下煤礦采空區(qū)的地震動力響應(yīng)規(guī)律，根據(jù)抗震設(shè)計規(guī)范選用TAFT地震波以及人工地震波對煤礦采空區(qū)以及煤礦采空區(qū)群的地震動力響應(yīng)進(jìn)行數(shù)值計算，量化的分析了煤礦采空區(qū)的地震動力響應(yīng)及其影響因素，計算結(jié)果表明:
　　與自由場相比，煤礦采空區(qū)的存在降低了地表位移和加速度峰值，明顯的改變了場地地表的動力反應(yīng)特性，由于煤礦采空區(qū)的存在破壞了原有場地的整體性，改變了原有的應(yīng)力平衡狀態(tài)，使巖石介質(zhì)的松散度與破碎度增加，地震波在傳播過程中

3、耗散能量增大，因此地震波傳到地表時，位移和加速度峰值與自由場相比有所減小。同時對地表加速度的影響因素做出分析，隨著煤礦采空區(qū)埋深的增加，對其上方地表的各點加速度的減弱作用在降低;隨著巖體剛度的變大，地震波傳到地表的加速度峰值也隨之增加;煤礦采空區(qū)填充材料的剛度越大，填充區(qū)上方地表加速度峰值也就越大。
　　采用數(shù)值模擬的方法分析了煤礦采空區(qū)群的地震動力響應(yīng)，并研究了與單一煤礦采空區(qū)的不同，運用地表沉陷以及巖石損傷的理論對煤礦采空區(qū)群