目錄
前言
第1章緒論1
1.1引言1
1.2煤礦采空區(qū)安全問題研究的緊迫性3
1.2.1煤礦采空區(qū)災害的實際案例分析3
1.2.2煤礦采空區(qū)災害的破壞特征及形成原因4
1.2.3煤礦采空區(qū)地震研究的緊迫性5
1.3煤礦采空區(qū)上覆巖層移動致災的研究進展8
1.4礦區(qū)地下巷道結構動力災變的研究進展11
1.5礦區(qū)復雜場地地震動力響應的研究進展12
1.5.1復雜場地地層應力波傳遞的研究進展13
1.5.2復雜場地地層地震響應的研究進展14
1.6煤礦采動區(qū)建筑物災變與防護研究進展16
1.7研究方案20
1.7.1研究目的與研究意義20
1.7.2研究方法與研究內容21
第2章煤礦采空區(qū)穩(wěn)定性的理論分析23
2.1引言23
2.2煤礦采空區(qū)的形成及基本特點24
2.3煤礦采空區(qū)的分類25
2.3.1基于煤礦采空區(qū)形成時間的劃分方法25
2.3.2基于煤礦開采方法的煤礦采空區(qū)劃分方法26
2.3.3基于采深采厚比的煤礦采空區(qū)劃分方法28
2.4煤礦采空區(qū)穩(wěn)定性的影響因素分析29
2.4.1礦區(qū)的工程地質因素29
2.4.2礦區(qū)的水文地質因素31
2.4.3礦區(qū)的工程環(huán)境因素32
2.5煤礦采空區(qū)失穩(wěn)破壞的基本模式34
2.6擾動荷載作用下煤礦巷道圍巖變形破壞的基本模式35
2.7本章小結37
第3章煤礦采動覆巖移動變形破斷的力學模型及沉陷致災分析38
3.1引言38
3.2基于彈塑性力學理論的煤礦采動覆巖移動變形破斷的力學模型38
3.3煤礦采空區(qū)上覆巖層的移動變形破壞規(guī)律的理論分析41
3.4煤礦采動覆巖移動變形破斷的相似材料模擬試驗43
3.4.1相似材料模型設計43
3.4.2相似材料模型試驗開采方案及監(jiān)測46
3.4.3相似材料開采試驗結果與分析47
3.4.4相似材料開采試驗位移和應力監(jiān)測結果分析48
3.5煤礦采動覆巖移動變形破斷的有限元數(shù)值計算52
3.5.1煤礦采場覆巖移動的有限元數(shù)值計算模型52
3.5.2煤礦采動覆巖移動變形與應力場分布的對比分析52
3.5.3煤礦采動覆巖應力影響區(qū)域分析54
3.6本章小結56
第4章地震作用下煤礦采空區(qū)煤柱動力災變分析58
4.1引言58
4.2地震波的選取與修正58
4.2.1地震波的輸入59
4.2.2地震波的選擇和修正60
4.3摩爾-庫侖強度理論及其本構模型63
4.3.1摩爾-庫侖強度理論63
4.3.2摩爾-庫侖模型屈服方程64
4.3.3摩爾-庫侖模型塑性流動勢66
4.4地震作用下煤礦采空區(qū)煤柱動力響應分析68
4.4.1地震作用下煤礦采空區(qū)煤柱動力響應的理論分析68
4.4.2地震作用下煤礦采空區(qū)煤柱動力響應的有限元數(shù)值計算72
4.5本章小結75
第5章煤礦地下巷道結構地震動力災變影響因素分析76
5.1引言76
5.2地下巷道結構的地震動力破壞的有限元分析模型76
5.3地震作用下煤礦巷道位移動力響應的影響因素分析80
5.3.1地震作用下煤礦巷道的埋置深度對位移響應的影響分析80
5.3.2地震作用下煤礦巷道的截面形式對位移響應的影響分析87
5.3.3地震作用下地應力對煤礦巷道結構位移響應的影響分析94
5.4地震作用下煤礦巷道結構應力演化的影響因素分析98
5.4.1地震作用下煤礦巷道結構的埋置深度對峰值主應力的影響98
5.4.2地震作用下煤礦巷道結構的截面形式對峰值主應力的影響104
5.4.3地震作用下煤礦巷道結構的應力分布107
5.5地震荷載對煤礦巷道結構動力響應的影響分析109
5.5.1地震荷載的峰值速度對煤礦巷道結構動力響應的影響分析109
5.5.2地震荷載的頻率對煤礦巷道結構動力響應的影響分析113
5.5.3地震荷載的持續(xù)時間對煤礦巷道結構動力響應的影響分析117
5.6本章小結119
第6章考慮圍巖損傷效應的煤礦巷道結構地震災變分析121
6.1引言121
6.2擾動荷載作用下煤礦巷道結構圍巖介質的損傷分析121
6.3地震作用下煤礦巷道動力響應分析126
6.3.1有限元數(shù)值計算分析模型126
6.3.2地震作用下平面巷道的安全性分析126
6.4地震作用下煤礦巷道-圍巖結構體系的損傷演化分析133
6.4.1地震作用下煤礦巷道-圍巖結構體系的損傷演化分析133
6.4.2地震作用下考慮圍巖損傷效應的煤礦巷道動力響應分析137
6.4.3小結141
6.5考慮損傷效應的煤礦采動裂隙巖體的卸壓耗能減震性能分析144
6.6本章小結145
第7章地震作用下煤礦采空區(qū)的動力穩(wěn)定性分析147
7.1前言147
7.2地震作用下煤礦采空區(qū)動力響應的理論分析147
7.2.1地震作用下煤礦地下巷道圍巖結構動力響應分析147
7.2.2地震作用下考慮充填效應的煤礦采空區(qū)穩(wěn)定性分析150
7.3煤礦淺埋采空區(qū)的地震動力穩(wěn)定性分析模型151
7.3.1煤礦淺埋采空區(qū)地表的地震動力響應分析153
7.3.2煤礦淺埋采空區(qū)地表不同位置的地震動力響應分析158
7.4地震作用下煤礦采空區(qū)場地條件對地表峰值加速度的影響161
7.4.1煤礦采空區(qū)的深度對地表峰值加速度的影響161
7.4.2煤礦采空區(qū)場地巖層剛度對地表峰值加速度的影響161
7.4.3煤礦采空區(qū)充填材料對地表峰值加速度的影響163
7.5煤礦采空區(qū)群的地震動力穩(wěn)定性分析166
7.5.1煤礦采空區(qū)群對地表地震波加速度響應的影響167
7.5.2煤礦采空區(qū)群對地表地震波位移響應的影響168
7.5.3多遇地震作用下煤礦采空區(qū)群應力場演化分析169
7.5.4罕遇地震作用下煤礦采空區(qū)群應力場演化分析174
7.6本章小結178
第8章礦區(qū)復雜環(huán)境下建筑物抗震性能劣化分析180
8.1引言180
8.2礦區(qū)環(huán)境的特殊性、惡劣性與復雜性181
8.3礦區(qū)復雜環(huán)境下建筑物抗震性能劣化機制分析183
8.3.1礦區(qū)復雜環(huán)境下建筑物損傷破壞的現(xiàn)場調研183
8.3.2礦區(qū)復雜環(huán)境下建（構）筑物損傷劣化機理分析188
8.4煤礦多煤層重復采動影響下建筑損傷破壞分析191
8.5本章小結198
第9章煤礦采動損傷建筑物的地震動力災變與安全防護199
9.1引言199
9.2地震作用下煤礦采空區(qū)波動效應的理論分析199
9.3煤礦采動建筑物的抗震性能分析202
9.4煤礦采動建筑物的有限元分析計算模型206
9.5地震作用下煤礦采動建筑的動力響應分析208
9.5.1煤礦采動建筑自振周期及頻率分析208
9.5.2地震作用下煤礦采動建筑動力響應分析211
9.5.3地震作用下考慮土-結構相互作用的煤礦采動建筑動力響應219
9.5.4地震作用下煤礦采動建筑扭轉振動效應分析226
9.6基于能量耗散的煤礦采動損傷建筑抗震性能評估方法228
9.7地震作用下煤礦采動建筑的能量耗散演化分析231
9.8基于建筑減隔震技術的煤礦采動建筑抗開采沉陷隔震保護措施與方法238
9.8.1建筑隔震技術概要239
9.8.2基于建筑隔震技術的煤礦采動區(qū)建筑物抗開采沉陷隔震保護技術241
9.9采動區(qū)建筑物抗開采沉陷隔震保護裝置的設計與理論分析242
9.9.1采動區(qū)建筑物抗開采沉陷隔震保護裝置工作原理243
9.9.2煤礦采動區(qū)建筑物抗開采沉陷隔震保護裝置的分析與設計244
9.10本章小結253
參考文獻256