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建筑物荷载在覆岩中传播规律及沉陷区兴建建筑物可行性分析

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摘要

1 绪论

1.1 沉陷区土地的再利用

1.1.1 农业复垦

1.1.2 景观生态

1.1.3 充填开采

1.1.4 建筑复垦

1.2 国内外研究现状

1.3 研究内容

1.4 研究方法

1.5 研究目的和意义

2 采空区建筑物变形和移动特点分析

2.1 开采沉陷对建筑物的影响

2.1.1 竖向下沉和水平向移动对建筑物的影响

2.1.2 地基倾斜对建筑物的影响

2.1.3 曲率对建筑物的影响

2.1.4 水平变形对建筑物的影响

2.2 地表与建筑物位移变化相互间的关系研究

2.2.1 下沉关系

2.2.2 倾斜的关系

2.2.3 曲率的关系

2.2.4 水平变形的关系

2.3 建筑物位移变形变化规律研究

3 采空区上方建筑物层数确定和抗变形设计

3.1 上部荷载下传播深度临界值

3.1.1 垮落裂缝带的破坏影响

3.1.2 附加应力传播深度

3.2 附加应力的传播深度计算

3.2.1 传统自重应力求解

3.2.2 附加应力传统计算

3.2.3 附加应力的excel计算方法

3.3 上部结构在结构体系中刚度分析

3.3.1 上部刚度的产生

3.3.2 在结构体系中的影响

3.3.3 上部结构刚度的计算

3.4 建筑物层数的确定

3.5 抗变形设计

3.5.1 设计原则

3.5.2 结构措施

4 建筑物裂缝开展与地表位移变化的关系

4.1 地表倾斜对裂缝开展的作用

4.2 地表曲率对裂缝开展的作用

4.3 地表水平变形对裂缝开展的作用

4.4 裂缝开展的整体分析

4.5 裂缝开展与地表拉伸与曲率的综合关系研究

5 开采沉陷区建筑物损害程度分析

5.1 概述

5.2 采动对建筑物的作用机理

5.3 采动对建筑物的静态影响形式

5.3.1 竖向下沉和水平向移动对建筑物的影响

5.3.2 地基倾斜对建筑物的影响

5.3.3 曲率对建筑物的影响

5.3.4 水平变形对建筑物的影响

5.4 地基反力分布规律

5.5 地基反力的动态变化规律

5.6 建筑物动态损害实例分析

5.7 开采沉陷预计及建筑物动态损害分析

5.7.1 6412工作面开采对建筑物的影响分析

5.7.2 6412、6413、6414工作面开采对建筑物的影响分析

5.8 本章小结

6 沉陷区新建建筑物可行性分析

6.1 稳沉区的形成与稳定性分析

6.2 覆岩移动规律

6.3 沉陷区地表稳定性分析

6.4 建筑物荷载传播深度分析

6.4.1 竖向集中荷载作用(采用布辛内斯克课题)

6.4.2 矩形截面竖向均布荷载作用

6.5 可行性分析

6.5.1 建造建筑物时间的选取

6.5.2 地基附加应力的传播深度的确定

6.5.3 评价地表残余移动变形对地基的影响

6.6 实例分析

6.6.1 矿井采空区基本情况

6.6.2 可行性论证

6.7 本章小结

结论

7.1 主要结论

7.2 不足与展望

参考文献

作者简历

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摘要

随着人口的快速增长和建筑用地资源的日渐减少,以及为了响应国家节约资源、充分利用资源和走可持续发展道路的号召,沉陷区上方进行房屋建设课题研究显得尤为重要。
  (1)研究了沉陷区上方新建筑物荷载作用下的附加应力传播深度。由布辛内斯克理论公式出发,结合地基基础规范,开采沉陷学等理论基础,确定了建筑物附加应力在沉陷区地基中的影响深度。根据传播深度临界值的标准,进而确定开采沉陷区上方房屋的荷载或者层数。
  (2)研究了煤层开采引起的房屋的破坏(主要是裂缝)与地表的变形和移动之间是否存在关系。通过线性回归的分析方法,可得出房屋的裂缝与地表位移变化各种单一变量之间存在线性关系,也可得出裂缝宽度在房屋长高比与地表变形双变量影响下的线性发展规律。
  (3)根据沉陷区不同位置对建筑物的影响不同,利用理论计算方法,对在实际工程区地表上新建建筑物的可行性进行了分析。以上分析研究阐述了采空区房屋受地表影响发生破坏的影响机理,为指导采空区房屋建设加固与抗变形的设计有重要的意义。

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