本文關(guān)鍵詞：大型地下水庫(kù)模型試驗(yàn)監(jiān)測(cè)方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：模型試驗(yàn)一直以來(lái)是科學(xué)研究的重要研究方法,而其監(jiān)測(cè)手段與信號(hào)采集方式是獲取有效數(shù)據(jù)的關(guān)鍵。本文結(jié)合FLAC 3D數(shù)值模擬分析并預(yù)測(cè)煤礦分布式地下水庫(kù)模型試驗(yàn)結(jié)果,并指導(dǎo)該試驗(yàn)監(jiān)測(cè)方案的設(shè)計(jì)。在此基礎(chǔ)上,通過(guò)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,得到煤礦開采產(chǎn)生上覆巖層變形與煤柱壓力等信息的變化規(guī)律,同時(shí)對(duì)試驗(yàn)監(jiān)測(cè)方案進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。通過(guò)對(duì)模型試驗(yàn)進(jìn)行數(shù)值模擬,發(fā)現(xiàn)在煤層開挖過(guò)程中上覆巖層變形呈現(xiàn)如下的規(guī)律:上覆巖層的變形曲線與開采方式有較強(qiáng)的相關(guān)性,不同的開采方式情況下會(huì)有完全不一樣的變形方式,主要體現(xiàn)在變形隨時(shí)步的發(fā)展模式不一樣,但整體塌落曲線或者說(shuō)主斷面的變形曲線,都呈類拱形曲線。而觀測(cè)點(diǎn)的累計(jì)量隨時(shí)步的發(fā)展曲線呈一種類似玻爾茲曼分布曲線,也就是說(shuō)其觀測(cè)點(diǎn)的變形速度隨時(shí)步是不均勻的,開挖之后短時(shí)間內(nèi)將進(jìn)入一個(gè)速度較大的過(guò)程,一段時(shí)間(穩(wěn)定或不穩(wěn)定)之后速度下降很快,進(jìn)入一個(gè)速度很低的狀態(tài),呈現(xiàn)一種類似高斯曲線的發(fā)展模式。同時(shí)在Y方向上的變形量幾乎沒(méi)什么差別,最大變形差只有1mm左右,故此在試驗(yàn)誤差范圍內(nèi)可以認(rèn)為沒(méi)有任何差別。同時(shí)壓力變化情況,尤其是煤柱區(qū)域的壓力變化會(huì)有比較復(fù)雜的特點(diǎn),同層開挖產(chǎn)生對(duì)沒(méi)住的變化規(guī)律與上層煤柱對(duì)下層的壓力變化規(guī)律會(huì)有截然不同的特點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上根據(jù)模型試驗(yàn)的尺寸以及試驗(yàn)需求,對(duì)模型試驗(yàn)的監(jiān)測(cè)方案進(jìn)行了設(shè)計(jì),不管是從最為基本的傳感器的選取以及觀測(cè)點(diǎn)的布設(shè),還是從傳感器數(shù)據(jù)的采集系統(tǒng)都選取了經(jīng)濟(jì)而又精度等方面達(dá)到足夠的保證的方案。對(duì)于變形位移監(jiān)測(cè)方案還是煤柱壓力監(jiān)測(cè)方案都選取了兩種以上監(jiān)測(cè)手段,這樣充分保證了試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集的合理性,并能夠從側(cè)面對(duì)試驗(yàn)監(jiān)測(cè)方案做更為詳盡的評(píng)價(jià)。對(duì)于滲壓方案,筆者覺(jué)得一種方案能夠完全保證試驗(yàn)需求,就只選取了一種方案。而采集系統(tǒng)方面,設(shè)計(jì)出了一個(gè)統(tǒng)一的將不同信號(hào)均可采集的多通道采集儀,并攜帶自身的數(shù)據(jù)處理軟件,方便同步觀測(cè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)。最后對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了較為詳盡的分析,掌握了煤礦開采產(chǎn)生的變形壓力等的變化規(guī)律,同時(shí)對(duì)監(jiān)測(cè)方案進(jìn)行了最終的評(píng)價(jià)。
【關(guān)鍵詞】：數(shù)值模擬 變形分析 煤礦頂板 壓力分析
【學(xué)位授予單位】：清華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TD325;TV623
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 第1章 引言9-16
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1 煤礦地下水庫(kù)研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.2 模型試驗(yàn)監(jiān)測(cè)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 研究?jī)?nèi)容13-15
• 1.4 研究目標(biāo)15-16
• 第2章 開采沉陷區(qū)沉降及壓力分布分析16-24
• 2.1 煤礦頂板安全事故特點(diǎn)16-17
• 2.2 采煤條件下的煤層頂板再構(gòu)造17-20
• 2.2.1 采場(chǎng)頂板應(yīng)力分布規(guī)律17-18
• 2.2.2 采場(chǎng)頂板變形分析18-19
• 2.2.3 破壞類型19-20
• 2.3 場(chǎng)上覆巖層的運(yùn)動(dòng)規(guī)律20-24
• 2.3.1 煤層頂板大面積開采引起的巖土體采動(dòng)影響基本規(guī)律20-21
• 2.3.2 基本頂運(yùn)動(dòng)過(guò)程中支撐壓力分布的變化規(guī)律21-24
• 第3章 FLAC 3D模擬計(jì)算分析24-47
• 3.1 數(shù)值模擬方法24-32
• 3.1.1 模擬程序24-26
• 3.1.2 本構(gòu)模型26-30
• 3.1.3 計(jì)算模型及物理力學(xué)參數(shù)30-32
• 3.2 數(shù)值模擬結(jié)果分析32-46
• 3.2.1 整個(gè)結(jié)構(gòu)面的變形以及應(yīng)力云圖分析33-38
• 3.2.2 主斷面沉陷曲線擬合38-40
• 3.2.3 觀測(cè)點(diǎn)變形曲線隨時(shí)步發(fā)展曲線分析40-42
• 3.2.4 Y方向變形分析42-43
• 3.2.5 觀測(cè)點(diǎn)壓力隨時(shí)步變化曲線43-46
• 3.3 小結(jié)46-47
• 第4章 模型試驗(yàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)47-71
• 4.1 模型試驗(yàn)概況47-49
• 4.2 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組成及其構(gòu)架設(shè)計(jì)49-59
• 4.2.2 上覆巖層位移變形監(jiān)測(cè)方案49-55
• 4.2.3 煤柱以及關(guān)鍵部位的壓力系統(tǒng)監(jiān)測(cè)方案55-59
• 4.2.4 滲壓系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方案59
• 4.3 信號(hào)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)59-70
• 4.3.1 系統(tǒng)概述60
• 4.3.2 系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)60-61
• 4.3.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖61-62
• 4.3.4 傳感器信號(hào)連接62-66
• 4.3.5 調(diào)理采集系統(tǒng)選件技術(shù)指標(biāo)66-67
• 4.3.6 系統(tǒng)軟件67-70
• 4.4 小結(jié)70-71
• 第5章 模型試驗(yàn)結(jié)果分析71-105
• 5.1 變形位移數(shù)據(jù)的分析以及對(duì)監(jiān)測(cè)方案的評(píng)價(jià)71-101
• 5.1.1 2-1 煤開挖引起的變形分析72-81
• 5.1.2 2-2 煤開挖引起的變形分析81-84
• 5.1.3 2-3 煤開挖引起的變形分析84-85
• 5.1.4 5-1 煤開挖引起的變形分析85-91
• 5.1.5 5-2 煤開挖引起的變形分析91-97
• 5.1.6 5-3 煤開挖引起的變形分析97-101
• 5.2 壓力系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析以及對(duì)監(jiān)測(cè)方案的分析101-103
• 5.3 小結(jié)103-105
• 第6章 結(jié)論及展望105-108
• 6.1 結(jié)論105
• 6.2 展望105-108
• 參考文獻(xiàn)108-111
• 致謝111-115
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果115

【相似文獻(xiàn)】

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