采煤沉陷区大型建筑物与地基相互作用机理研究

作者：易四海; 滕永海; 唐志新; 王永亮; 陈为磊

来源：煤炭科学技术, 2020, 48(10): 166-172.

DOI：10.13199/j.cnki.cst.2020.10.021

• 沉陷区
• 大型建筑物
• 地基
• 基础

井下大规模开采将导致覆岩移动、变形乃至破坏,并在地表形成大范围的沉陷区,形成不良地基,存在再次沉陷变形的可能,在沉陷区上兴建大型建筑物将存在着较大的安全隐患,认识建筑物与地基相互作用机理是确保建筑安全的前提。以大型建筑物结构为研究对象,采用Matlab、COMSOL等数值模拟软件,建立了上部结构-基础-地基共同作用数值模型,采用连续损伤演化理论,分别分析了地基倾斜、水平拉伸、水平压缩、负曲率、正曲率等采动变形作用下的大型建筑物上部结构、基础等各部位的采动响应。结果表明:地基倾斜变形、曲率变形对建筑物上部结构和基础的变形影响均成整体性,位移量表现为建筑中间部位小、两侧大;地基水平变形对基础的变形影响比较大,对上部结构的变形影响相对较小。地基采动变形对建筑物产生的附加应力多集中在杆系结构的节点处,尤其是在地基水平变形、曲率变形作用下,附加应力主要集中在基础的杆系结构部分。地基曲率变形、水平变形对建筑物的损伤比较大,倾斜变形对建筑物的损伤比较小;建筑物的上部结构损伤明显小于基础部分,整体刚度大的区域损伤明显比刚度小的区域小。研究成果将为沉陷区上方兴建大型建筑物的安全设计与保护提供理论指导。

• 单位
  建筑工程学院; 华北科技学院; 陕西长武亭南煤业有限责任公司; 中国矿业大学（北京）