【正文】 比。5 總結本文采用一般的力學理論和有限元軟件ANSYS兩種方法對郭家灣煤礦采空區(qū)煤柱覆巖結構的簡化模型進行靜力分析及地震作用下的譜分析，討論了強度問題。主要得到了以下結論：（1）建立郭家灣煤礦的簡化力學模型，根據(jù)結構的受力特點進行了適當?shù)募僭O，施加載荷及約束。（2）推導了單自由度體系及多自由度體系在地震作用下的運動微分方程，用有效區(qū)域理論計算出煤柱的載荷。（3）用ANSYS軟件計算煤柱在上層覆巖自重作用下的等效應力，用Mises屈服條件判斷煤柱是否屈服，結果表明煤柱沒有屈服失效；與前面用有效區(qū)域理論計算了煤柱的載荷相對比，說明有效區(qū)域理論能較為近似地計算煤柱載荷。（4）用有限元法對該力學模型進行了譜響應分析，確定煤柱最大載荷及其所在區(qū)域，并與地震靜力分析理論對比，對比例系數(shù)提出建議。（5）郭家灣煤礦可以適應一般情況下載荷作用，但在礦震及地震作用下可能煤柱失效造成垮塌事故。然而，本文的研究在以下幾個方面還存在一些問題：（1）文中建立的模型取煤柱的邊長為厚度，厚度較小，為平面結構，而實際上采空區(qū)為空間結構，這樣會影響載荷計算和數(shù)值模擬。（2）只通過最大應力及應變狀態(tài)來判斷結構是否破壞，是準靜態(tài)的方法，沒有考慮動態(tài)過程對結構安全性的影響，實際上動態(tài)過程會加速巖層及煤柱的斷裂及壓碎過程，可通過動態(tài)分析軟件或引入動態(tài)影響系數(shù)來處理這個問題。（3）本文只討論了結構豎向載荷作用下的響應，實際工況中，結構還會承受其它方向的載荷(如水平地震載荷)，對于這些情況也應該加以討論，這樣可以充分的了解結構在更一般的載荷下的動力學響應。致 謝在本文的撰寫過程中，得到了李明老師的悉心指導。四年來，李老師在生活上給學生無微不至的關懷和照顧，在學習上更是給了學生無私的教誨和幫助，李老師的指導細心認真，詳細透徹，使我們學到了許多書本以外的知識，更以其淵博的學識，嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，深深地影響著我們，使我們受益終生。張嘉凡老師在本文的撰寫過程中為我認真講解了煤礦的相關知識并提供資料。在此謹向他們表達我最衷心的感謝和敬意。同時，在論文的寫作過程中，許多問題都是與同學討論而得以解決的，要感謝唐剛、張笑等同學的幫助。最后，謹向指導和幫助過我的老師和同學們表示最誠摯的感謝：感謝我的授業(yè)老師！感謝與我朝夕相處的同學們！參考文獻：[1] 寇嘉年,程虎. 我國適當發(fā)展房柱式采煤技術的可行性研究[J]. 煤礦技術1992,4.[2] 翟德元,張偉民等譯美國房柱式開采技術[M].煤炭工業(yè)出版社,1996,3.[3] 張嘉凡,. 巖石力學與工程學報,2004, 23(15)：25392542.[4] ，:煤炭工業(yè)出版社，1980.[5] ，:煤炭工業(yè)出版社，1985.[6] 錢鳴高，:煤炭工業(yè)出版社，1991.[7] ，朱敏，:煤炭工業(yè)出版社，1980.[8] 趙本鈞，:煤炭工業(yè)出版社，1995.[9] 竇林名,谷德鐘,. 礦山壓力與頂板理,1999,4(3):215218.[10] 張曉春,楊挺青,. 巖土工程學報,1999,21(1):6670.[11] 劉衛(wèi)方,張榮玉. 沖擊地壓發(fā)生機理綜述. 礦業(yè)工程,2006,4(2):1214.[12] 伍永田,張旭生,. ,5(6).[13] 丁莉,李艷妮,韓金生. ，2007,[14] 吳立新,王金莊,郭增長. 煤柱設計與監(jiān)測基礎[M]. 徐州:中國礦業(yè)大學出社 ,2000.[15] 王旭春 ,黃福昌 ,張懷新,等. A. [J]. 煤炭學報 ,2002 ,27(6):604608.[16] 崔希民 ,繆協(xié)興. 條帶煤柱中的應力分析與沉陷曲線形態(tài)研究[J]. 中國礦業(yè)大學學報,200 ,29(4):392394.[17] 王輝明，趙文，樂風江．基于有限元分析的平面桁架結構優(yōu)化設計研究．新疆大學．2004．[18] 邢靜忠,李軍．ANSYS的建模方法和網(wǎng)格劃分．中國水運(學術版).2006, 6(9).[19] 陳精一, . .[20] 余建星，黃鑫．新型海洋平臺裙裝套筒結構的強度分析．海洋技術．2005．()[21] 郝金偉，閆奕任，蔣懋．基于ANSYS的結構優(yōu)化設計有限元分析． (No. 5)[22] ,13(2).[23] 鄒友峰,. 采礦與安全工程學報,2006,23(2).[24] . 　[25] 強鋒科技，. 版[26] , use of PVDF strain sening in active control of structual intensity in beams .Journal of Intelligent Material Systems and ,15:319327[27] Valliappan S,Zhang amalysis of rock engineering problems based on damage mechanics and Engineering,Xian Institute of Mining and Tech .,1993。268373[28] :地震出版社，1988.[29] [波]womir Jerzy Gibowicz Andrzej ，1998[30] [蘇]，1986.附錄附錄Ⅰ：ANSYS靜力分析命令流/FILNAME,LUNWEN/UNITS,SI/TITLE,PUFENXI/PREP7ET,1,SOLID185MP,EX,1,MP,PRXY,1, MP,DENS,1,1960ET,2,SOLID185MP,EX,2,MP,PRXY,2,MP,DENS,2,2700ET,3,SOLID185MP,EX,3,MP,PRXY,3, MP,DENS,3,2850ET,4,SOLID185MP,EX,4,MP,PRXY,4, MP,DENS,4,2650ET,5,SOLID185MP,EX,5,MP,PRXY,5, MP,DENS,5,1400/VIEW,1/ANG,1,90BLOCK,0,5,0,120,0,4BLOCK,0,5,0,120,4,10BLOCK,0,5,0,120,10,69BLOCK,0,5,0,120,69,81BLOCK,0,5,0,10,0,2VGEN,2,5,0,110BLOCK,0,5,20,25,0,2VGEN,6,7,0,15,0VGLUE,ALLESIZE,2MSHAPE,1,3D MSHKEY,0VATT,1,1VMESH,15VATT,2,2VMESH,14VATT,3,3VMESH,13ESIZE,1MSHAPE,1,3D MSHKEY,0VATT,4,4VMESH,18VATT,5,5VMESH,7VMESH,8VMESH,9VMESH,10VMESH,11VMESH,12VMESH,16VMESH,17/SOLU !進入求解器NSEL,S,LOC,Z,2 D,ALL,ALL,0 ALLSELNSEL,S,LOC,X,0NSEL,A,LOC,X,5D,ALL,UX,0 ALLSELNSEL,S,LOC,Y,0NSEL,A,LOC,Y,120D,ALL,UY,0ALLSELACEL,0,0,SOLVEFINISH附錄Ⅱ：ANSYS譜分析命令流/FILNAME,LUNWEN/UNITS,SI/TITLE,PUFENXI/PREP7ET,1,SOLID185MP,EX,1,MP,PRXY,1, MP,DENS,1,1960ET,2,SOLID185MP,EX,2,MP,PRXY,2,MP,DENS,2,2700ET,3,SOLID185MP,EX,3,MP,PRXY,3, MP,DENS,3,2850ET,4,SOLID185MP,EX,4,MP,PRXY,4, MP,DENS,4,2650ET,5,SOLID185MP,EX,5,MP,PRXY,5, MP,DENS,5,1400/VIEW,1/ANG,1,90BLOCK,0,5,0,120,0,4BLOCK,0,5,0,120,4,10BLOCK,0,5,0,120,10,69BLOCK,0,5,0,120,69,81BLOCK,0,5,0,10,0,2VGEN,2,5,0,110BLOCK,0,5,20,25,0,2VGEN,6,7,0,15,0VGLUE,ALLESIZE,2MSHAPE,1,3D MSHKEY,0VATT,1,1VMESH,15VATT,2,2VMESH,14VATT,3,3VMESH,13ESIZE,1MSHAPE,1,3D MSHKEY,0VATT,4,4VMESH,18VATT,5,5VMESH,7VMESH,8VMESH,9VMESH,10VMESH,11VMESH,12VMESH,16VMESH,17NSEL,S,LOC,Z,2 D,ALL,ALL,0 ALLSELNSEL,S,LOC,X,0NSEL,A,LOC,X,5D,ALL,UX,0 ALLSELNSEL,S,LOC,Y,0NSEL,A,LOC,Y,120D,ALL,UY,0ALLSELFINISH/SOLUANTYPE,MODAL !模態(tài)分析MODOPT,SUBSP,10 !子空間模態(tài)提取法，提取10階模態(tài)SOLVE !進行求解FINISH/SOLU !譜分析ANTYPE,SPECTRSPOPT,SPRS,10,YES !單點響應譜，10階模態(tài)參與計算，計算單元應力SVTYP,2 !加速度譜SED,1 !加速度作用于Z方向SVTYPE,2,1FREQ,,1,SV,1,,,FREQ,SV,1,!按7度多遇地震，SOLVEFINISH/SOLUANTYPE,MODAL !模態(tài)分析EXPASS,ON !打開模態(tài)擴展開關MXPAND,10,YES, !指定擴展模態(tài)數(shù)OUTPR,ALL,ALLOUTRES,ALL,ALLSOLVEFINISH/SOLUANTYPE,SPECTR !譜分析SRSS,DISP !合并模態(tài)平方和的方根OUTPR,all,allOUTRES,ALL,ALLSOLVEFINISH/POST1SET,LIST !顯示計算結果摘要SET,LAST/INPUT,MCOM