论文摘要
在开采沉陷区内,地面建筑物的损害过程是一个复杂的动态过程。开采造成的建筑物损坏问题,越来越引起人们的重视。在现场实践中,人们更加关心建筑物出现裂缝时临界状态的问题。开采影响范围内的地面建筑物墙体出现裂缝的临界变形值的确定,成为一个非常重要的研究课题。本文综合应用矿山开采沉陷学、材料力学、结构力学、地基基础等多学科的知识,分析研究了不同类型的地表变形作用下建筑物的附加作用力。以模拟的砖混结构平房为模型,对其在地表曲率变形、地表倾斜变形和地表水平变形作用下,墙体所受到的各种附加作用力如地基反力、附加弯矩、拉应力等进行计算,通过对该模型进行受力分析,把地表变形值作为未知量,对墙体受到的附加作用力进行反算,得出该模型墙体刚出现裂缝时,对应的地表临界变形值。解决了砖混结构建筑物墙体出现裂缝时,所对应的地表临界变形值的问题。结果为:(1)地表水平变形作用下:水平拉伸变形临界值为0.55mm/m;水平压缩变形临界值为1.16mm/m。(2)地表正曲率变形作用下:当曲率变形为瞬时变化时临界值为0.028 mm/m~2;当曲率变形为缓慢变化时临界值为0.056 mm/m~2。地表负曲率变形作用下:当曲率变形为瞬时变化时临界值0.042 mm/m~2;当曲率变形为缓慢变化时临界值为0.084 mm/m~2。(3)地表倾斜变形作用下:建筑物墙体在自重产生的附加弯矩作用下临界值为0.656mm/m;当建筑物倾斜时临界值为0.851mm/m。本文还系统地研究了采动区地面建筑物地基反力及基础动态受力分布规律,分析了不同因素影响下建筑物地基反力分布规律,地基反力影响因素;分析了建筑物基础动态沉陷规律,地基出现卸载区的主要影响因素。研究成果对采动区地面砖混结构建筑物墙体出现裂缝时所对应的地表临界变形值的计算和确定,具有指导和应用价值。