【摘要】：煤炭是我國重要的能源資源,但同時煤炭的開采卻又給土地造成了巨大的損害破壞。作為目前最主要的采煤方式,井工開采造成的破壞尤為嚴重,形成了大量的采煤塌陷區(qū)。在塌陷區(qū)內(nèi),采動殘余空洞的失穩(wěn)變形使土地沉陷程度加劇,道路、建筑物等變形嚴重,因此,研究采煤塌陷地復墾工程抗變形技術具有重要的意義。本文以山西成莊礦區(qū)為研究區(qū),根據(jù)道路相關設計規(guī)范及標準的要求,結(jié)合國內(nèi)外采動塌陷區(qū)道路抗變形的處理方法以及研究區(qū)土地綜合整治因素的影響,通過有限元分析的方法,對四種設計方案的道路進行了分析模擬。根據(jù)模擬路基模型塌陷的變形結(jié)果進行分析,提出了一套可以抵抗一定程度塌陷的田間道路柔性設計技術及方案。論文的研究成果如下:(1)確定了抗塌陷田間道路各結(jié)構(gòu)在模型中所匹配的單元類型,模型的邊界和約束條件以及各種材料所需要的各類參數(shù),包括材料的彈性模量、泊松比、粘聚力、密度等。(2)提出了抗塌陷田間道路柔性設計技術,涵蓋了柔性路面、沉降坑、路基、地基和路肩等方面。并依據(jù)傳統(tǒng)道路結(jié)構(gòu)力學分析方法,證明了結(jié)構(gòu)在地基未塌陷的常規(guī)條件下符合道路設計規(guī)范中各項要求。(3)運用ANSYS軟件,對不同厚度、不同材料的田間道路進行了三維模型的靜力分析,運用非線性的靜力分析模擬了存在塌陷坑的道路,并對其塌陷情況進行了分析,確定的最優(yōu)方案為煤矸石、粉煤灰、生石灰和水泥按特定比例混合后鋪筑的道路,其最大彎沉值為0.26 mm。
[Abstract]:Coal is an important energy resource in China, but at the same time, coal mining has caused great damage to the land. As one of the most important mining methods, the damage caused by coal mining is especially serious, and a large number of coal mining collapse areas have been formed. In the subsidence area, the unstable deformation of mining residual voids makes the degree of land subsidence worse, and the deformation of roads and buildings is serious. Therefore, it is of great significance to study the anti-deformation technology of reclamation project of coal mining subsidence land. This paper takes Chengzhuang mining area in Shanxi Province as the research area, according to the requirements of the relevant road design codes and standards, combined with the treatment methods of road deformation resistance in the mining subsidence area at home and abroad and the influence of comprehensive land regulation factors in the study area. Through finite element analysis, the road of four design schemes is analyzed and simulated. Based on the analysis of the deformation result of the simulated subgrade model, a set of flexible design techniques and schemes of field road which can resist a certain degree of collapse are put forward. The results of this paper are as follows: (1) the types of units matched in the model, the boundary and constraint conditions of the model, and the various parameters required for various materials, including the elastic modulus of the materials, are determined. Poisson's ratio, cohesion, density and so on. (2) the flexible design technology of anti-collapse field road is put forward, which covers the flexible pavement, settlement pit, subgrade, foundation and road shoulder and so on. According to the traditional road structure mechanics analysis method, it is proved that the structure meets the requirements of the road design code under the normal condition of the foundation without collapse. (3) by using ANSYS software, the thickness of the structure is different. Static analysis of 3D model of field road with different materials was carried out. The road with collapsing pit was simulated by nonlinear static analysis, and its collapse was analyzed. The optimum scheme was coal gangue, fly ash, coal gangue and fly ash. The maximum deflection of a road paved by mixing quicklime and cement in a specific proportion is 0. 26 mm.
【學位授予單位】：中國地質(zhì)大學(北京)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：U419

【參考文獻】

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本文編號：2409728