地震作用下地下多矿柱-围岩体系动力响应与震损机理

本书主要论述了地震荷载作用下地下矿山“矿柱—围岩”结构体系动力响应特征和震损演化规律，创新性地开展了地下采空区地震模拟振动台试验和数值模拟研究，系统研究了地震作用下地下矿柱体系动力响应特征与震损演化规律、围岩体系动力响应与变形震损特性以及地下“矿柱—围岩”结构体震损破坏形态，再现了地下矿山岩石结构体地震动力失稳灾变过程。本书研究手段新颖、内容丰富、数据详实、结构严谨，实现了采矿工程、土木工程、安全工程、地震工程及计算机科学等多学科交叉融合与创新，揭示了地下矿区结构体系震损致灾机理，创新了矿山灾害防治方法与技术，可作为地下矿山岩体地震动力灾害防治参考书，也可供从事地下岩体结构抗震相关领域工程技术人员和科研院所教科人员借鉴。

   第1章 绪论

1.1 研究目的和意义

1.2 地下采空区结构体地震灾变研究必要性

1.3 国内外研究现状

1.3.1 地下采空区失稳致灾研究进展

1.3.2 地下采空区地震灾变研究进展

1.3.3 地下结构抗震性能研究方法

1.4 研究内容与方法

1.4.1 研究内容

1.4.2 研究方法

第2章 基于地震模拟振动台的采空区相似试验设计

2.1 引言

2.2 模型几何尺寸设计

2.3 振动台试验相似关系构建

2.3.1 第一相似定律

2.3.2 Buckingham m相似定律

2.3.3 振动台试验相似设计方法

2.4 相似试验模型设计及制作

2.4.1 相似材料选择及配比

2.4.2 采空区试验模型制作

2.5 振动台系统与测试元件

2.5.1 振动台系统及测试元件介绍

2.5.2 测试系统与测试元件布置

2.5.3 模型箱设计及边界处理

2.6 地震波加载方案及数据整理

2.6.1 地震波选择及加载方案

2.6.2 振动台模型试验流程

2.6.3 试验数据采集及预处理

2.7 本章小结

第3章 地震作用下矿柱体系动力响应特征

3.1 引言

3.2 采空区模型系统动力损伤特性

3.3 不同工况下矿柱体系地震动力响应特征

3.3.1 水平单向地震作用下加速度响应

3.3.2 水平-竖直双向耦合地震作用下加速度响应

3.3.3 不同工况下加速度放大（或衰减）效应

3.4 不同工况下矿柱体系地震动力频谱特性

3.5 竖向分量对矿柱地震动力特性的影响

3.6 本章小结

第4章 地震作用下矿柱体系震损演化机理

4.1 引言

4.2 不同工况下矿柱体系动力变形特性

4.3 不同工况下矿柱震损DIC应变场演化规律

4.4 不同工况下矿柱体系损伤声发射特征

4.5 不同工况下矿柱体系震损形态分析

4.6 本章小结

第5章 地震作用下采空区围岩动力响应与震损特性

5.1 引言

5.2 不同工况下采空区围岩加速度响应特征

5.2.1 不同工况下采空区顶板加速度响应

5.2.2 不同工况下采空区边墙加速度响应

5.3 不同工况下采空区围岩动力变形特性

5.4 地震作用下采空区围岩震害空间分布

5.5 本章小结

第6章 地下采空区结构体系地震动力特性数值模拟

6.1 引言

6.2 FLAC3D有限差分程序简介

6.3 基本假定和模型构建

6.4 地震激励输入

6.5 地下采空区振动台模型试验数值模拟分析

6.5.1 不同工况下矿柱体系加速度响应对比

6.5.2 不同工况下顶板围岩加速度响应对比

6.5.3 不同工况下区域围岩加速度响应特征

6.5.4 不同工况下采空区体系应力场演化分析

6.6 不同埋深下采空区结构体系地震动力特性分析

6.6.1 不同埋深矿柱体系加速度响应

6.6.2 不同埋深顶板围岩加速度响应

6.6.3 不同埋深采空区体系应力场演化分析

6.7 本章小结

第7章 结论与展望

7.1 主要结论

7.2 创新点

7.3 研究展望

参考文献