某排土场Geostutio邓肯张模型和FLAC3D摩尔库伦模型计算结果对比

为了研究软件的适用性,本研究提供了Geostudio软件的分析结果和FLAC^3D的分析结果对比。针对某排土场稳定性问题,采用Geostudio软件的有限元法邓肯张模型和FLAC^3D摩尔库伦模型分别计算分析,然后采用Geoslope进行基于有限元计算应力的极限平衡法进行边坡最小安全系数计算,和采用FLAC^3D强度折减法进行边坡最小安全系数计算,然后对计算结果进行了比较,得到了如下初步结论:有限元法邓肯张模型计算结果能够比较准确给出排土场拉应力出现部位从而正确预测张拉裂缝灾害的发生,而在这方面FLAC^3D计算结果没有实现;基于有限元法邓肯张模型应力计算的极限平衡法的稳定性安全系数计算结果小于FLAC^3D计算模型的强度折减法计算结果。     

似膏体充填开采沉陷的FLAC3D数值模拟

基于FLAC^3D数值模拟软件与Midas/GTS辅助建模技术,采用Mohr Coulomb本构模型,对西马煤矿南一采区工业广场保护煤柱范围内的1327工作面进行了似膏体充填开采后的地表移动变形预计分析,并将其结果与概率积分法预计结果进行比较,得出FLAC^3D模拟结果（该结果符合实测数据）。分析结果表明:FLAC^3D数值模拟不需要确定繁杂的参数,而是以实际钻取的煤岩的物理参数为计算依据,较概率积分法更为简捷;研究成果为似膏体充填开采沉陷预计分析探求了一种更为高效的研究方法,也是对于传统概率积分预计方法的有效补充。     

高速公路压覆矿体开采地表变形预测

为分析研究高速公路压覆矿体开采对高速公路的影响,采用概率积分法理论计算预测地表移动变形值,并利用3DMine、Midas、FLAC^3D等软件,对盘龙铅锌矿矿区高速公路的压覆矿体开采造成的地表移动变形进行数值模拟研究,综合分析理论计算与数值模拟结果,从而判断压覆矿体开采是否会使高速公路发生破坏。研究表明:地表发生最大沉降位移处位于6~10线开采中心正上方;数值模拟与理论计算得出的地表最大倾斜值、最大曲率值、最大水平变形值均满足规程要求,高速公路未发生破坏。     

基于CAD二维平面图形的FLAC3D断层模拟快速建模方法

为了解决FLAC^3D断层建模时断层两侧模型网格节点对接困难、节点密度大且不易控制等问题，提出了一种基于CAD二维平面图形的FLAC^3D断层模拟快速建模方法。该方法充分结合了CAD软件作图精准及FLAC^3D数值模拟软件网格自动划分等优点。采用该方法不仅提高了数值模拟效率，缩短了数值计算周期，而且克服了网格划分不均匀问题，实现了复杂地质条件下的快速建模。     

用于FLAC 3D力学分析的矿床块段模型优化建模技术研究

FLAC^3D主要是模拟计算地质材料和岩土工程的力学行为,可以对矿山开采中产生的空区及地表移动问题进行数值模拟,并进行稳定性分析。但对于复杂的工程和地质条件,FLAC^3D本身的前处理能力不强,建立的模型不能准确反映实际情况,要做大量简化。因此,探讨依据FLAC^3D网格划分的原则和三维矿床软件SURPAC构建块段模型的方法,对用于力学分析的块段模型构建的步骤、原则等进行研究,使建立的模型得到优化,使其能够直接作为FLAC^3D分析的前处理模型进行模拟计算,并结合弹性力学的原理验证了其正确性,同时用优化后的前处理模型结合云南某铜矿的实际进行力学分析,验证了该方法的可行性和准确性。     

缓倾斜厚大矿体采场结构参数优化研究与应用

缓倾斜厚大矿体采场结构参数的确定和优化对采场安全、经济、可靠回采等工作意义重大。以山东半岛某地下矿井为例,基于Mathew稳定图表法对采场地质参数和开采参数进行计算,确定了采场尺寸范围。利用FLAC^3D数值模拟软件,对采场参数取值进行了进一步分析,综合经济、技术因素确定了采场参数合理取值。研究表明:(1)在综合考虑利用围岩自身支撑能力的基础上,给出了合理的采场宽度范围为28.36～42.17 m。(2)利用FLAC^3D数值模拟软件对采场进行数值模拟,通过对不同宽度方案条件下应力场与位移场的分析,明确了该采场34 m宽度为最优方案。     

基于FLAC3D和概率积分法的公路下伏采空区变形影响分析与评价

某矿S3102工作面上方地表有市政二级公路,工作面开采造成部分路面下沉塌陷损毁。为了对公路损毁程度进行准确评估,分别用FLAC^3D数值模拟方法和概率积分法对地表移动变形进行预测计算,计算结果与实测数据进行对比分析。FLAC^3D数值模拟结果和概率积分法计算结果分别显示,公路地表最大下沉值分别为4 979 mm和4 880 mm,与实测公路地表最大下沉值4 870 mm十分接近,最大误差在2%左右。研究结果表明,利用三维数值模拟软件模拟和概率积分法研究复杂采空区影响地表移动变形规律是可行的,能够较为准确地预测地表移动变形情况,可为采空区地表稳定性评估提供技术支持,供类似矿区道路塌陷预测研究借鉴。     

某露天镁矿排土场增高扩容及边坡稳定性研究

介绍了某露天镁矿南排土场现状,计算了南排土场极限堆置高度。以极限堆置高度为前提,通过理论计算南排土场在不同优化参数条件下的边坡稳定性系数,确定了该排土场的最优参数为帮坡角β=24°、排弃高度H=120 m,并通过FLAC^3D数值模拟软件验证了结果的准确性,最终边坡安全系数为1.223,排土场扩容量180.64万m³,有效地解决了该矿山排土空间不足的问题。     

基于固流耦合理论的覆岩破坏特征及涌水量预计的数值模拟

通过FLAC^3D的流固耦合功能建立了计算模型,模拟了在多含水层及海水等大型水体条件下,煤层开采过程中顶板破坏场、孔隙水压力分布以及在动态开采中水流矢量分布.并在此基础上,通过FLAC^3D内置Fish函数,计算了开采过程中工作面最大涌水量.结果表明,随着开采形成的断裂带和含水层沟通,含水层水向采空区渗入,在前方煤壁处发生突水,并计算得到工作面最大涌水量为15.5 m³/h.     

AutoCAD to FLAC3D模型转换方法

针对FLAC^3D前处理功能较弱的特点,提出了一种AutoCAD to FLAC^3D模型转换方法,将建模工作转移到建模能力较强的AutoCAD软件中。该方法的核心思想是将AutoCAD模型分解成长方体单元,将单元数据导入FLAC^3D中。其实现过程：在AutoCAD中设定模型分组,指定最小单元尺寸限定尺寸,将模型进行分区,区间模型各组间进行布尔运算;然后以区间尺寸大小的长方体与区间模型进行布尔运算,如果运算结果是长方体且只有1块,则结束计算并保存;如果不是,则将区间分解为8个子区间,每个子区间与区间模型再进行计算,直至区间尺寸小于最小单元限定值为止;随后提取分解形成的长方体形3dsolid对象顶点坐标值,汇总各区间分解单元、坐标存入汇总文件,提取坐标、单元及其分组等数据写入后缀为.FLAC^3D的文件中,由FLAC3D导入网格命令读取文件,完成模型转换。应用该方法可以在不简化的前提下建立复杂模型,提高模拟相似度,降低建模难度,提升建模效率,实现快速、精准建模。     

司家营露天矿边帮潜在破坏模式分析及重点区域治理方案

利用RG电视测井仪和3GSM三维岩体不接触测量技术,对采场进行了矿岩体裂隙和结构面数字摄影测量, 分析了边坡岩体结构面特征。以典型剖面为例进行了滑坡赤平极射投影运动分析, 对采场边坡潜在破坏模式进行分区, 结合FLAC^3D软件的矿区边坡整体及重点区域稳定性分析结果, 提出了适用于该矿山的边坡加固方案, 并通过数值计算分析确定具体优化参数及最终境界锚固方式。研究结果表明:矿区东帮 N24~N28线为重点治理区域, 其主要破坏模式为顺层滑移, 即平面破坏模式, 原有加固方式存在优化空间。     

基于高密度电法的狩猎场斜坡稳定性分析

通过对狩猎场斜坡的形态、地质构造、地层分界等信息进行获取,并进行综合稳定性分析,从而给予治理意见,保障周围居民的安全。主体采用高密度电法进行勘探,选取其中一条物探线加以少量的钻孔验证,从而获取数值模拟所需要的地质剖面图,设置合理的参数代入FLAC^3D进行计算。结合物探手段与数值模拟,得出该斜坡在天然工况下处于稳定状态,但局部地区仍然有沿着软弱带滑动的风险。工程实际表明,合理的物探线布设并结合少量的工程钻探可提高勘探数据的精度,FLAC^3D软件模拟切坡建房类斜坡的岩土体破坏具有一定的优势,为后续地质灾害的治理提供有力保障。     

大倾角综放开采覆岩应力分布及破坏规律研究

采用FLAC^3D数值计算软件对吉新煤矿大倾角综放工作面开采进行数值分析，得出覆岩应力、支承压力及空间应力场分布规律，并对采场空间位移及破坏场进行分析，围岩破坏场特征呈非对称特点。提出顶煤放出及顶板控制的指导性建议，为现场开采提供了科学依据。     

煤矿井工开采对地下水环境的影响及防范探究

煤矿井工开采过程会引发一系列的地下水环境问题。为同时保护地下水环境和井工开采安全,以某煤矿2^#煤层为研究案例,采用FLAC^3D软件分析煤矿井工开采对顶板覆岩的影响机理,并以此为基础,从直罗组含水层和白垩系含水层2个角度综合分析煤矿井工开采对地下水环境的影响。此外,根据数值仿真模拟结果,介绍多种煤矿井工开采中地下水环境影响防范措施,旨在为后续煤矿井工开采中地下水环境问题的有效防范提供理论参考。     

高陡岩质边坡“面—点—面”稳定性综合评价方法——以安太堡露天矿为例

为了能够有效识别边坡危险区和准确判断边坡稳定状态,提出了一种基于模糊综合评价法、MSARMA法和FLAC^3D的“面—点—面”边坡综合评价方法。首先根据现场边坡岩体的组成和结构特征,总结出滑坡成灾因子,并根据滑坡体特征和采空区时空分布特征划分出离散型和连续型变量的赋值标准;然后,基于模糊数学综合评判原理,对多因素影响域内的高陡边帮稳定性进行综合评价,确定出不稳定区、较不稳定区、较稳定区和稳定区空间区划;最后以不稳定区域的边坡潜在滑动面为计算模型,采用MSARMA方法进行边坡影响因子的敏感性分析,确定出敏感性因子,并用FLAC^3D有限差分法进行数值模拟分析。以安太堡露天煤矿为例,划分了其不稳定区域,得出了在渗流和震动等敏感因子下的位移场演变规律。结果表明:天然工况下,边坡X、Y方向最大位移为30cm和41cm;渗流工况下,西北帮边坡X、Y方向最大位移分别为45cm和70cm;在地震作用下,北边帮和西边帮底部点的位移变化较小,顶部点的位移较大。在上述分析的基础上,根据数值模拟分析结果提出了不稳定区域边坡加固及监测的设计方案,确保了边坡的整体稳定性。...     

露天采坑三维边坡稳定性分析及防治对策

基于现场调研和工程地质勘察成果, 分析了仓上露天采坑边坡变形破坏的特征。针对FLAC^3D面向复杂地形与岩体结构前处理建模存在的技术困难, 提出了MIDAS/GTS-FLAC^3D耦合建模新方法, 应用该耦合建模方法构建了露天采坑工程地质模型和三维计算模型, 通过对该露天采坑边坡变形破坏过程进行数值模拟分析, 揭示了环状采坑三维边坡变形破坏机制, 预测了边坡变形的关键部位, 在对该环状边坡稳定性进行评价分析的基础上, 提出了工程防治对策。     

基于FLAC3D的桥台和坝体基础底面及地基应力分析研究

为了对桥台和坝体基础底面及地基应力进行研究，采用FLAC^3D数值模拟软件，分析了FLAC^3D数值模拟的计算过程，建立了桥坝三维实体几何模型，根据实际情况，对模型所使用材料物理力学性质以及模型的边界条件、上部结构对桥台的外荷载进行赋值研究，模拟分析了桥台和坝体基础底面应力。研究得出:随着桥台与坝体的各个阶段应力的施加，桥台基础底面拉应力主要集中在矩形四周，然而坝体的基础底面拉应力却主要集中在基底两侧，模拟分析混凝土的抗拉强度大于坝体与桥台基础底面最大拉应力，验证了基础强度满足要求。研究为类似工程条件下桥坝基础强度的验证提供一定的借鉴意义。     

曼家寨采场露天开采境界收益与边坡风险关系研究

基于曼家寨采场的数字化矿山开采模型,利用3DMine软件进行境界优化,得到不同最终边坡角的开采境界方案。采用极限平衡分析法对曼家寨采场不同边坡角方案的露天境界进行稳定性分析,计算边坡的稳定性系数,对各方案的稳定性系数进行对比分析,在确保边坡安全的前提下使露天开采境界收益最大化,寻找露天开采收益与边坡风险之间的平衡点,为该露天矿山境界设计提供参考。     

某银多金属矿采空区综合治理方法

内蒙古某银多金属矿为缓倾斜矿脉,采用浅孔房柱法采矿。经过多年开采,井下形成大面积采空区,空区内遗留部分点柱矿量。为消除空区隐患,矿山进行了采空区综合治理研究。利用FLAC^3D软件,对不同的治理方案和施工顺序进行数值计算模拟,分析治理过程中采空区围岩应力和位移变化,最终确定安全高效的治理方案。根据数值模拟结果,选择隔一充一间隔充填法在空区充填的过程中回收点柱方案,能够在空区治理的过程中有效控制围岩变形、控制地表塌陷、保障施工安全,为类似矿山大型采空区治理提供了参考依据。     

隧道爆破开挖对洞口段边坡稳定性影响的数值分析

为了分析评价隧道爆破开挖对洞口段边坡稳定性的影响, 以武靖高速矮子寨隧道工程为依托, 采用FLAC^3D软件建立了相应数值分析模型模拟隧道爆破开挖施工过程, 计算分析了爆破施工对洞口段边坡稳定性的影响规律。研究结果表明：隧道爆破施工产生的振动效应会极大降低隧道洞口段边坡的安全系数, 并且会增大边坡地表位移沉降; 锚杆支护有助于提高振动荷载作用下处于失稳状态的边坡稳定性。