基于FLAC3D的破碎围岩巷道支护效果分析

为了解破碎围岩分别采用锚杆支护、锚喷支护以及锚喷+锚索耦合三种支护方式下的支护效果,进而为破碎围岩巷道选择合理的支护方式提供参考。通过借助FLAC^3D软件建立数值模型,分析不同支护条件下的破碎围岩巷道位移量、应力分布以及塑性区的时空演化特征。结果表明,采用锚喷+锚索耦合支护时,可以较好的控制巷道围岩的位移量、减小应力集中效应、缩小塑性区的影响范围。     

Numerical study of strain development in high-density polyethylene geomembrane liner system in landfills using a new constitutive model for municipal solid waste

Tensile strain development in high-density polyethylene (HDPE) geomembrane (GMB) liner systems in landfills was numerically investigated. A new constitutive model for municipal solid waste (MSW) that incorporates both mechanical creep and biodegradation was employed in the analyses. The MSW constitutive model is a Cam-Clay type of plasticity model and was implemented in the finite difference computer program FLAC?. The influence of the friction angle of the liner system interfaces, the biodegradation of MSW, and the MSW filling rate on tensile strains were investigated. Several design alternatives to reduce the maximum tensile strain under both short- and long-term waste settlement were evaluated. Results of the analyses indicate that landfill geometry, interface friction angles, and short- and long-term waste settlement are key factors in the development of tensile strains. The results show that long-term waste settlement can induce additional tensile strains after waste placement is complete. Using a HDPE GMB with a friction angle on its upper interface that is lower than the friction angle on the underlying interface, increasing the number of benches, and reducing the slope inclination are shown to mitigate the maximum tensile strain caused by waste placement and waste settlement.     

饱和尾粉砂边界面模型在FLAC3D中的开发

由于岩土材料的复杂性，FLAC3D软件自带的本构模型不能满足实际数值分析的全部要求。利用FLAC3D预留的UMD接口，在C++的编译环境下实现了一种基于临界状态模型CASM边界面模型的开发。介绍了边界面模型的基本组成，给出了开发的关键步骤。并基于三轴试验结果，利用该模型对饱和尾粉砂静/动力学特性进行了分析，论证了该模型对饱和尾粉砂的适用性。     

非连续采空区矿柱力学分析的数值模拟

为探讨非连续采空区矿柱力学原理，通过FLAC3D数值模拟技术，对下向水平分层进路式胶结充填采矿法开采形成的非连续采空区中矿柱的受力状态进行了分析。研究表明，非连续采空区中矿柱所受的力主要为覆岩的自重应力，水平应力对其影响不大；随着埋深的增加矿柱承受的垂直方向的力近似呈直线增加；随着非连续采空区跨度的增加（进路数量增加），非连续采空区受垂直方向的应力逐渐由围岩两侧向矿柱中间过渡。     

矿井水库煤柱坝体力学性能分析

为研究矿井采空区地下水库煤柱坝体在井下作业环境中的力学性能变化以及变形情况,以李家壕煤矿为研究背景,采用实验室相似模拟和FLAC3D数值模拟的方法,首先,将取自李家壕煤矿3-1煤层的煤样按照ISRM加工成标准试样,试样按照一定时间周期浸水处理,对其进行力学性能分析实验;随后,采用数值模拟技术模拟煤柱坝体的实际作业环境,分析煤柱坝体力学性能和变形情况。研究得出:水对煤样有软化作用,随着浸水时间的增加煤样单向抗压强度、单向抗拉强度均有所下降,但并未出现规律性递减趋势;在软化作用和上覆岩层的压力的共同作用下,煤柱浸水面容易发生水平变形,变形随着时间的增长逐渐增大,靠近底板处的变形量最大,从而现场煤柱更容易遭到破坏。     

采空区矸石压实过程对煤柱支承压力的影响

为了研究采空区压力及煤柱上支承压力随采空区矸石压实程度的变化规律,通过实验室试验、数值模拟等方法,探讨建立了采空区矸石压缩模量与矸石压实率之间的关系式,分析了采空区矸石压力分布随矸石压实率变化规律;基于弹性基础梁理论和弹塑性极限平衡理论建立了煤柱上支承压力与采空区矸石压力间的关系式,分析了煤柱支承压力峰值大小、峰值位置受矸石压实率影响规律。最后,将采空区矸石压缩模量与矸石压实率之间的关系用于FLAC3D数值模拟,与理论形成对比,证明二者结果基本一致。研究表明:矸石压实率越大,采空区压力回升越快,压力恢复至原岩应力的位置距煤壁越近,对应的煤柱上支承压力峰值位置越靠近煤壁,压力峰值越小。     

水峪煤矿9~#煤层开采对10~#-11~#合并层大采高工作面矿压影响研究

通过数值模拟方法研究分析表明,由于9#煤的开采,10# 11#合并层开采顶板矿压显现明显减弱,从而使10# 11#合并层煤壁和顶煤顶板管理条件得到较大的改善,工作面支架能够得到较好的维护。研究结果为水峪煤矿10#-11#合并层开采方法选择提供了必要的理论依据。     

条带开采合理采留宽确定的FLAC~(3D)数值模拟研究

简述了FLAC3D数值模拟的基本原理、特点和应用于分析采矿工程岩体受采动影响发生破坏稳定情况的优势。用FLAC3D软件建立了某煤矿不同采宽条带开采的模型,得到了稳定后剖面位移场图。根据数据,描绘了条带开采地表移动曲线并进行了分析。从而确定了地表变形在Ⅰ级破坏范围内的合理采留宽度,为研究条带开采地表移动规律和“三下”压煤条带开采设计提供了依据。     

南沱河堤下采煤数值模拟与河堤加高培厚设计

运用FLAC3D对受百善矿6123首采工作面开采影响而引起的南沱河河堤(以北堤为例)的垂直位移进行数值模拟,得出河堤断面上各监测点的最终下沉量,为河堤的加固和设计加高培厚的断面提供科学依据。     

五沟煤矿1011工作面开采“两带”高度发育的数值模拟分析

在分析五沟井田地质条件基础上,利用FLAC软件对开采引起的煤层顶板覆岩运移进行了模拟。据此分析研究了工作面覆岩破坏规律,确定了"两带"发育高度,利用简易水文观测法对模拟计算结果进行了验证,得出了1011工作面两带发育高度和规律的结论。