【摘要】：為了深入探討煤礦開采區(qū)建筑物在開采沉陷和地震的聯(lián)合作用下的損傷演化過程,基于耗散結(jié)構(gòu)理論,從能量角度對煤礦采動建筑物的動力破壞過程進(jìn)行了系統(tǒng)的定量分析。依據(jù)耗散結(jié)構(gòu)理論在土木工程抗震減震領(lǐng)域的研究成果,探討分析了地震作用下煤礦采動建筑物的耗散結(jié)構(gòu)的形成過程,結(jié)合礦山開采沉陷學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、結(jié)構(gòu)動力學(xué)等相關(guān)理論,推導(dǎo)出地震作用下煤礦采動建筑物的能量演化方程,通過設(shè)定不同程度的開采沉陷荷載工況,探討不同程度開采沉陷作用下建筑物中能量的演化過程,根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2010)選取KOBE地震波、TAFT地震波、人工模擬地震波分別進(jìn)行開采沉陷和地震聯(lián)合作用下建筑物有限元數(shù)值計(jì)算,量化分析了地震作用下煤礦采動建筑物的能量耗散的演化過程。計(jì)算結(jié)果表明：(1)在開采沉陷作用下,建筑物系統(tǒng)輸入大量能量,主要以彈性存儲能量的形式存儲在建筑物系統(tǒng)中,但當(dāng)開采沉陷作用增大到一定程度,輸入能量超過某一閥值時(建筑物進(jìn)入塑性變形及損傷階段),建筑物系統(tǒng)中產(chǎn)生塑性耗散能量和損傷耗散能量,與外界交換能量來維持建筑物系統(tǒng)的平衡。(2)在開采沉陷作用影響下,地震發(fā)生時輸入建筑物的能量有所增加,說明煤礦采空區(qū)嚴(yán)重加劇了地震災(zāi)害荷載的破壞性；在開采沉陷作用影響下,地震發(fā)生時建筑物產(chǎn)生的塑性耗散能量和損傷耗散能量增加,建筑物產(chǎn)生更多的塑性變形和損傷,增大了建筑物倒塌的概率,結(jié)構(gòu)阻尼耗能減少,不利于建筑物通過阻尼耗能減小地震對建筑物的破壞作用。為了保證建筑物的安全,應(yīng)減少系統(tǒng)中對建筑物不利的塑性耗散能量和損傷耗散能量,增加對建筑物有利的阻尼耗能,因此應(yīng)對煤礦采動建筑物建立合適的抗開采沉陷變形隔震保護(hù)新體系。
[Abstract]:In order to probe into the damage evolution process of buildings in coal mining area under the combined action of mining subsidence and earthquake, based on dissipative structure theory, the dynamic damage process of coal mining buildings is analyzed quantitatively systematically from the angle of energy. Based on the research results of dissipative structure theory in the field of earthquake resistance and seismic absorption of civil engineering, the formation process of dissipative structure of coal mining buildings under earthquake action is discussed and analyzed. Based on the theory of structural dynamics, the energy evolution equation of coal mining buildings under earthquake action is derived. By setting different mining subsidence load conditions, the evolution process of building energy under different mining subsidence is discussed. According to the Code for Seismic Design of buildings (GB50011-2010), the KOBE seismic wave and tact seismic wave are selected, and the artificial simulated seismic waves are used to calculate the finite element of the building under the combined action of mining subsidence and earthquake respectively. The evolution process of energy dissipation of coal mining buildings under earthquake action is analyzed quantitatively. The results show that: (1) under the action of mining subsidence, a large amount of energy is input into the building system, which is mainly stored in the form of elastic storage energy, but when the mining subsidence effect increases to a certain extent, When the input energy exceeds a certain threshold (the building enters the plastic deformation and damage stage), the plastic dissipation energy and the damage dissipation energy are generated in the building system. Exchanging energy with the outside world to maintain the balance of building system. (2) under the influence of mining subsidence, the energy input into the building increases when the earthquake occurs, which indicates that the mine goaf seriously intensifies the damage of earthquake disaster load; Under the influence of mining subsidence, the plastic dissipation energy and damage dissipation energy produced by buildings increase, and the building produces more plastic deformation and damage, which increases the probability of building collapse and reduces the energy dissipation of structure damping. It is unfavorable for buildings to reduce the damage of buildings by damping and energy dissipation. In order to ensure the safety of the building, the plastic dissipation energy and the damage dissipation energy should be reduced, and the beneficial damping energy consumption should be increased. Therefore, a new system of seismic isolation protection against mining subsidence deformation should be established.
【學(xué)位授予單位】：遼寧工程技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TU311.3

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4 管英s

本文編號：2198195