空区贯通对大型地下采场开挖变形稳定性的影响

为分析某大型地下采场开挖稳定性,利用FLAC3D计算开挖过程中的变形和破坏情况,对比分析空区是否贯通2种方案下采场的应力-应变响应.研究结果表明:两者应力分布形式基本相同,且数值也大体相同.在空区以内2种方案得到的位移等值线云图的分布形式基本相同,但其位移有较大差别,大约为25 cm.在主采区和2采区贯通处,2种方案的位移形态有较大差别,方案1的位移趋势指向空区的拐角处,而方案2的位移趋势指向空区内部.各监测点位移曲线的分布形式基本相同,即先增大再减小的趋势.方案1的位移大于方案2的位移,是否开挖中部2采区520分段空区和中部2采区500分段空区对顶板沉降的影响较大.2种方案的塑性区分布基本相同,即沿着空区中央以弧状形式不断向外发展,但方案1空区顶板的破坏区域大于方案2空区顶板的破坏区域.     

基于强度折减法的地下采场稳定性分析

以玲珑金矿东风矿区的阶段矿房法试验矿房采切为工程实例,采用强度折减法和具有拉剪破坏分析功能的FLAC程序,对矿房的稳定性进行分析.通过不断折减岩体材料的力学强度参数,使围岩塑性区接续扩展,直至采场发生破坏,此时的折减系数即为安全系数.计算结果表明,采场被切割后结构复杂,单纯根据塑性区范围大小或等效塑性应变贯通作为采场整...     

程潮铁矿淹井前后采场溜井稳定性数值分析

采用ＦＬＡＣ３Ｄ软件对淹井前后、加固前后采场溜井的稳定状况进行模拟计算,验证了所采取加固技术的可靠性和合理性。该模拟计算对类似矿山采场溜井的加固和恢复具有重要的参考价值。     

胶结充填对采场稳定性的影响

为了研究胶结充填对采场稳定性的影响,通过介绍充填体的作用机理,结合焦家金矿采矿生产实践,运用FLAC分析软件对采场进路回采顺序进行数值模拟计算,揭示了采场应力分布规律和采场破坏机理,同时分析了采场进路不同回采顺序对采场稳定性的影响,并据此提出了较优的回采顺序,为采矿生产提供了理论依据.     

地下采动诱发斜坡变形机理

采用弹塑性有限元分析，探讨了地下采动引起斜坡应力场和位移场的变化规律，提出了采动条件下斜坡变形机制的地质模式。结果表明：采动条件下的斜坡变形、地形条件和介质条件起主要作用，采动引起软弱夹层上、下岩层的相对滑移，对斜坡的稳定性影响极大     

地下采场破碎岩体稳定性评价与参数优化

以焦家金矿试验采场为工程依托,开展缓倾斜中厚破碎矿体采场稳定性分析.通过对焦家金矿-390m中段试验采场的工程地质调查、矿岩力学性质试验,获得了表征矿山岩体工程质量的多种指标;应用岩石质量Q分级和RMR分级系统,对试验采场岩体稳定性进行评价分析;基于修正的Mathews稳定图法和临界跨度设计法,对采场暴露面尺寸和最大跨度进行优化.分析认为,当回采进路跨度小于8m时即可保证采场的稳定性.将所得到的结果应用于现场工业试验,现场采用暴露面尺寸为75m×15m的进路进行回采,采用现场观测的手段进行回采过程的监测.结果表明,在回采过程中进路的顶板及围岩并未发生垮落及剥落现象,采场围岩稳定性良好.     

基于ANSYS的二步采场分段开挖过程模拟及稳定性分析

 为确保高应力大阶段二步采场高效安全回采,采用ANSYS对二步采场分段开挖过程进行稳定性分析,得到了各分段采场顶板和充填体的应力分布规律。结果表明,采场顶板处产生的最大拉应力(0.21～0.36MPa)大于矿体的抗拉强度值(0.17MPa);充填体距离采场顶板1m位置处有最大压力(0.90～2.00MPa),接近其抗压强度值(2.00MPa);随着开采分段向上推进,采场顶板的拉应力和充填体内的压应力均有降低趋势。针对数值模拟中二步采场存在的安全隐患,提出采用预护顶中深孔下向凿岩分段充填法回采二步矿房,预护顶采用预应力树脂锚杆+钢带(金属网)+喷浆联合支护方式,并根据数值模拟中获得的松动圈半径确定了支护参数。将支护方案应用到工程试验,试验采场安全效果较好。     

采场超前煤柱稳定性以及可控性分析

目前，我国许多煤矿在煤柱回收的过程中，均出现过采场超前煤柱被剪坏或压坏的情况，因此在煤柱回收过程中专业技术人员首先要解决采场超前煤柱的稳定性问题。笔者结合多年的工作经验首先对采场超前煤柱的受力进行介绍，进一步对采场超前煤柱稳定性进行分析，最后对采场超前煤柱稳定可控性进行了探讨。     

河南焦作柿园矿区露天采场边坡稳定性分析

分析了河南焦作柿园矿区影响露天采场边坡稳定性的主要地质因素,结合矿区实际调查资料,用赤平极射投影方法,确定柿园矿区露天采场的最大稳定边坡角为68°。     

基于层次分析法采场稳定性评价及FLAC3D模拟验证

影响采场稳定性的因素具有随机性、模糊性的特点,通过对各评价指标的定量分析,建立了采场稳定性综合评价模型,基于层次分析法(AHP)确定了采场指标权重,对采场稳定性进行了定量评价.运用FLAC3D对峄城区石膏矿采场受到开挖﹑流变﹑爆破扰动等因素影响的情况进行数值模拟,验证影响采场稳定性的因素所起作用的取值是否合理,经验证,基于层次分析法计算采场稳定性的指标权重合理可行.     

界面土层软化对二元结构边坡稳定性的影响分析

界面土层软化对二元结构边坡稳定性的影响如何目前缺少系统研究。采用有限元极限分析软件OPTUM G2建立了含软化土层的二元结构边坡数值模型,分析了基岩倾角、软化土层厚度及软化度对二元结构边坡稳定性的影响规律。结果表明:相同的软化度下,随着基岩倾角及软化土层厚度的增大,二元结构边坡下、上限安全系数的减小幅度在10%以内;相同的基岩倾角及软化土层厚度下,土层的软化度对二元结构边坡稳定性的影响很大,边坡下、上限安全系数的绝对衰减率都超过40%;随着界面土层的不断软化,二元结构边坡滑动面穿过软化土层的长度逐渐变大,滑体总体积不断增大。研究结果为二元结构边坡的设计及养护治理提供了理论支撑,具有实际工程意义。     

不同岩石数值计算材料下的洞室稳定对比分析

利用数值模拟分析软件,研究了不同岩石材料下的洞室稳定性。结果表明:(1)由于岩体屈服变形的影响,弹性材料下洞壁围岩最大主应力极值最高,弹塑性材料次之,弹脆性材料极值最低。(2)三种材料下地下洞室开挖后最小主应力量值分布基本相似,环洞壁方向量值接近于0。(3)弹性、弹塑性及弹-脆-塑性三种材料所对应的位移情况基本相同,变化规律亦基本相同。(4)洞室围岩不稳定部位,弹性模型计算时稳定系数低于1.0,弹塑性及弹-脆-塑性量值为1.0。采用数值软件模拟分析洞壁围岩稳定时,选用不同材料时应注意相应的取值。     

考虑尺寸效应的狭窄型基坑稳定性分析

按传统基坑理论设计的狭窄基坑偏保守,造成较大的工程浪费.从基坑的尺寸效应入手,借助ABAQUS有限元软件,建立半无限空间弹性体和无限空间弹性体的支护结构模型,模拟桩撑围护结构在不同基坑开挖深度H、支护桩嵌入深度D、基坑宽度B组合情况下的力学特性;根据抗倾覆稳定理论和圆弧滑移理论,深入分析了H、D及B与基坑稳定性的内在关...     

地下厂房施工开挖过程的三维数值仿真分析

采用三维非线性有限元方法对某电站地下厂房主洞室施工开挖过程进行数值模拟计算,数值仿真采用ANSYS软件,主要内容包括:施工开挖过程的数值模拟、有限元计算、位移分析、应力分析、屈服区分析和稳定性分析等.基于计算成果,研究地下厂房开挖过程中洞室围岩及岩锚吊车梁的变形状态、应力状态、屈服区分布以及整体稳定性,指出了在设计、施工中的注意事项,为后续施工提供参考.     

考虑应变软化特性的隧道围岩位移与塑性区半径解析解计算

为探究富水软岩隧道开挖后围岩位移与塑性区半径的变化情况,本文依托渭武高速木寨岭公路隧道,基于“直-曲-直”围岩软化模型推导出卡斯特耐尔拓展公式;运用有限差分软件FLAC3D建立了不同含水率下三台阶七步开挖法施工木寨岭隧道的数值模型;采用拓展的卡斯特耐尔公式和经典卡斯特耐尔公式以及数值模拟对围岩位移和塑性区半径进行对比分析。研究结果表明：随着含水率升高,围岩的强度降低,塑性区半径和位移也增大;采用本拓展公式计算Ⅴ级围岩段的塑性区位移和半径分别为52.5 cm和19.47 m,与相同含水率下数值模拟所得的结果56 cm和22 m更为接近     

基于应变软化模型的软岩高边坡过程稳定性研究

为了研究软岩边坡开挖过程中及支护后的稳定性变化规律,基于应变软化模型采用FLAC3D软件对边坡开挖过程中的变形、塑性区分布、安全系数的变化以及采取不同处治措施的支护效应进行计算分析.研究结果表明:用FLAC3D软件建立的应变软化模型能够较好地反映软岩边坡应变软化特性;在软岩边坡开挖过程中,铅直位移和水平位移呈现出逐渐增大的趋势,各特征点铅直位移总体上大于水平位移;边坡剪切、张拉塑性区分布主要集中在边坡表层2～4 m范围内;在开挖过程中,边坡安全系数逐渐降低;采用全长注浆锚杆对边坡进行支护能有效控制边坡变形,且安全系数降低.     

地下大跨度破碎站硐室稳定性可靠度分析

根据叠加压缩拱承载结构和围岩耦合的力学特点,基于极限平衡理论建立了高应力矿区大跨度硐室工程的可靠度分析模型,利用FOSM法确定了高应力大跨度硐室的可靠度指标。通过对金川矿区破碎站硐室施工特点、地质调查和岩石力学3方面变异参数的均值及方差的计算,得到适合该矿区的可靠度指标计算式,并对金川Ⅲ矿区破碎站硐室的可靠度指标计算,其最小值为1.137。假设影响破碎站硐室稳定性的随机变量服从正态分布,则可靠度指标和失效概率存在确定的关系。根据标准正态分布函数关系式可以计算得到硐室结构的失稳风险概率小于5.87%,即该硐室稳定性可靠度大于94.13%满足硐室稳定性要求。     

深部地下巷道开挖中的相互影响分析

利用相似材料对深部地下圆形巷道围岩变形进行模拟实验,并对在圆形巷道周边开挖其他断面形状巷道时的圆形巷道围岩变形的长期监测,分析两种不同情况下圆形巷道围岩变形。本实验主要应用于深部巷道交叉点附近巷道间的相互影响分析,为巷道施工提供理论依据。     

双层空区开挖顶板稳定性的FLAC3D数值分析

利用FLAC3D软件建立双层空区数值计算模型,根据厚度折减理论分析开挖后空区的安全顶板厚度和应力、变形、塑性区的分布情况,得到:安全顶板厚度与空区跨度之间符合线性关系;当跨度较小时,上部空区处于压应力状态,下部空区处于拉应力状态,最大拉应力随跨度的增大而增大:当系统达到临界状态时,上、下空区顶板的竖直位移最大,上空区的大位移区域面积明显大于下空区的大位移区域面积;空区对整体位移存在一定影响,如水平方向对整体位移的影响范围大致为跨度的1.5倍,且两空区之间存在相互作用,在大位移区域两空区显示出相互接近的趋势;当跨度较小时,上部空区项板主要发生剪切破坏,下部空区两侧帮发生拉剪破坏,随着跨度的增大,此范围破坏形式转变为冲切破坏,整体塑性区面积明显增大,下部空区顶板塑性区逐渐发展,并延伸至上空区.