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随着我国煤炭技术经济的快速发展,对采空区下建筑物的设计和保护有越来越重要的地位,这就需要了解建筑物在开采沉陷过程中的变形和沉陷的规律及特征。 鉴于此,本文查阅并整理了国内外在此方面的研究技术和规律,运用FLAC3D软件考虑实际开采的参数建立模型并分析了基础在采动过程中的变形及附加应力变化情况。 (1)本文在查阅大量国内外参考文献的基础上,归纳了采空区顶板的覆岩运动规律和沉陷盆地的形成过程及特点以及影响沉陷的因素;完成了以土力学、结构力学和开采沉陷学为理论依据导出的建筑物地基、基础、上部结构的协同作用模型理论的整体挠曲线微分方程的推导; (2)研究了基础反力在上部荷载作用下的一般分布规律和在采动影响下的反力分布特征。分析了采空区地基反力在建筑物长度、刚度、位置、地基系数及煤层的开采厚度等因素影响下的分布规律。 (3)介绍了建筑物的刚性和柔性保护措施。如:设置钢拉杆、基础圈梁、基础连系梁及设置变形补补偿沟、变形缝和缓冲沟等通过提高建筑物自身对变形的适应能力来减小变形对建筑物的损害。 (4)本文通过软件FLAC3D建立采空区的开采沉陷模型,模拟了基础在工作面推进过程中的附加应力和变形的分布规律,研究了基础在开采过程中附加应力和变形的动态变化过程,分析了基础的薄弱部位及变形与附加应力的对应关系。 分析了不同因素影响下建筑物各种附加应力的变化规律,提取并绘制了建筑物基础在不同开采阶段的沉降曲线图、地基反力图、水平应力图及计算分析了由于相对沉降差造成的斜率和曲率变化规律图。