高压线铁塔受地表变形影响的数值模拟研究

本研究论文深入探讨了地表水平变形对高压线铁塔性能的影响，由作者郭文兵和郑彬合作完成，他们分别来自河南理工大学能源科学与工程学院和中煤国际工程集团武汉设计研究院。研究以在采动影响下的高压线铁塔为研究对象，利用数值模拟方法来分析地表水平变形与铁塔内部应力和位移之间的关系。 首先，论文指出，随着地表水平拉伸变形的增加，高压线铁塔内的杆件会经历轴向压应力和轴向拉应力的显著增长，呈现出二次方的关系。这意味着即使是微小的地表拉伸，也可能导致铁塔承受更大的应力负荷，这对高压线铁塔的稳定性构成潜在威胁。 相比之下，地表水平压缩变形对高压线铁塔的影响主要体现在最大压应力和最大拉应力的对数关系递增上。尽管如此，地表拉伸变形对铁塔的影响仍然大于压缩变形，表明在地表变形过程中，拉伸效应起着主导作用。 对于高压线铁塔本身，研究发现地表水平变形对其倾斜度和横担歪斜度的影响相对较小，这表明尽管变形存在，但对铁塔的几何形状影响不大，至少在某些参数范围内是如此。 鉴于高压输电线路在煤炭产区的重要性，以及地表沉陷对高压线铁塔可能造成的潜在损害，这项研究具有重要的实际意义。通过数值模拟，研究人员能够量化不同地表变形条件下的铁塔响应，从而为高压线铁塔的保护措施提供科学依据。这对于优化煤矿开采与高压输电线路安全性的协调管理具有指导价值。 总结来说，该研究揭示了地表水平变形对高压线铁塔内力、变形的规律，有助于提高对高压输电线路在煤炭开采区域安全性的理解和控制，是煤炭开采领域的一项关键技术研究成果。