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1 绪论1

1.1 地表变形对建筑物影响规律的研究现状2

1.2 地基土与结构界面的研究现状5

1.2.1 地基土与结构界面模型的研究6

1.2.2 地基与基础界面性状的试验研究8

1.3 地基、基础、上部结构共同作用的研究现状12

1.3.1 常规地基、基础、上部结构共同作用的研究12

1.3.2 采动区地基、基础、上部结构共同作用的研究13

1.4 采动区建筑物抗变形的保护措施研究现状15

1.5 钢结构抗震和抗变形性能的研究现状17

2 采动区地表移动变形规律20

2.1 地下开采对建筑物的影响21

2.2 采动区地表变形规律23

2.2.1 地表下沉规律23

2.2.2 地表倾斜规律25

2.2.3 地表曲率变形规律26

2.2.4 地表水平变形与水平移动规律27

2.2.5 采动区地表组合变形规律28

2.3 采动区地表动态变形规律数值分析30

2.3.1 现场开采条件30

2.3.2 地表动态移动变形规律31

3 采动区地基与基础界面特性的研究36

3.1 非扰动土与混凝土界面剪切试验36

3.1.1 非扰动土界面试验方案36

3.1.2 非扰动土界面试验结果分析38

3.2 扰动地基与混凝土界面试验40

3.2.1 扰动地基与混凝土界面试验方案40

3.2.2 扰动土界面试验结果分析43

3.2.3 扰动土界面破坏机理分析46

3.3 扰动地基计算模型的确定47

3.3.1 常用地基模型简介47

3.3.2 扰动地基模型的选择50

3.3.3 Drucker-Prager材料模型的特性51

3.4 采动区地基土及界面现场试验研究53

3.4.1 现场概况53

3.4.2 界面的位置变化53

3.4.3 采动区扰动土特性变化54

3.4.4 扰动地基土现场试验56

3.4.5 地基和界面计算模型的有效性60

4 采动变形对平面钢框架结构影响规律的研究65

4.1 平面钢框架受采动变形的模拟试验设计66

4.1.1 模拟试验方案66

4.1.2 试验测试与试验步骤69

4.2 采动变形对平面钢框架影响规律的试验研究71

4.2.1 不均匀沉降对平面钢框架的影响规律71

4.2.2 水平变形对平面钢框架的影响规律72

4.2.3 开采过程对平面钢框架的影响规律74

4.3 采动变形对平面钢框架结构影响规律的有限元计算79

4.3.1 有限元计算与试验对比79

4.3.2 采动变形对多层框架的影响规律79

4.4 采动变形影响平面钢框架结构的规律91

5 采动区地基、基础、框架结构共同作用的理论分析93

5.1 共同作用力学模型的建立94

5.1.1 力学模型的建立94

5.1.2 边界条件98

5.2 共同作用微分方程求解98

5.2.1 剪弯梁共同作用微分方程求解98

5.2.2 剪切梁共同作用微分方程求解100

5.3 框架结构变形及附加应力求解102

5.3.1 采动区框架结构变形计算102

5.3.2 采动区建筑物内力计算103

5.4 框架结构动态变形规律及影响因素106

5.5 地基、基础、框架结构附加内力动态变化规律及影响因素110

5.5.1 框架结构附加内力动态变化规律及影响因素111

5.5.2 基础梁附加剪力、弯矩动态变化规律及影响因素111

5.5.3 地基附加反力动态变化规律及影响因素117

6 采动区地基、基础、空间钢框架结构共同作用研究121

6.1 三维空间共同作用计算模型的建立122

6.1.1 ANSYS有限元软件简介122

6.1.2 有限元空间模型的建立123

6.2 采动区共同作用的主要影响因素130

6.2.1 地基参数对共同作用的影响规律130

6.2.2 上部结构刚度对共同作用的影响规律137

6.2.3 基础刚度对共同作用的影响规律142

6.3 地表变形对地基、基础和空间框架的影响规律146

6.3.1 地表变形对基础和地基变形影响146

6.3.2 地表变形对上部结构的影响147

6.3.3 结构形式的抗变形特性150

6.3.4 组合变形对共同作用的影响规律151

6.3.5 组合变形与单一变形的比较154

7 采动区多层钢框架结构抗变形设计建议160

7.1 采动区建筑物布置原则160

7.1.1 建筑物场地与地基土160

7.1.2 建筑物平面布置161

7.1.3 建筑物竖向布置164

7.2 钢框架结构选型166

7.2.1 结构选型166

7.2.2 基础选型167

7.3 钢框架结构分析168

7.3.1 地表变形的作用效应168

7.3.2 结构分析方法170

7.4 钢框架结构的抗变形设计170

7.4.1 侧向位移限值170

7.4.2 建筑物抗采动变形措施172

参考文献176

附录 程序代码189

后记202