南京栖霞山矿巷道围岩稳定性数值分析

通过有限元计算,对南京栖霞山矿巷道的主巷道和穿脉巷道进行了非线性稳定分析.结果表明主运输巷道周围各对应部位的应力随巷道的埋深增加基本呈线性增长,相邻中段之间的应力增长幅度为6.25%～18.75%,其中巷道的拱顶和底板中部的应力增幅较大.部分中段的某些部位的应力值已经达到或甚至超过了岩石的单轴抗压强度,并伴随较大程度、较大范围的塑性区的出现.对于穿脉巷道中的矿岩巷道,其表现出来的变化规律与主巷道有些相似,巷道周围的塑性区仍集中在洞口附近.对于穿脉巷道中的高丽山砂岩巷道,由于高丽山砂岩的岩石力学参数较低,结果显示,在-225m中段巷道已经出现较大面积的塑性区,到-275m中段其塑性区发育完全,从-325m中段开始,高丽山砂岩巷道出现不稳定破坏现象.     

某水工隧洞围岩稳定及支护结构分析

隧洞的围岩稳定及支护结构安全是保证隧洞安全、实现隧洞功能的关键因素。由围岩加固圈承担主要的外水压力是优化支护结构设计、保证围岩稳定的一种有效方法。建立肯斯瓦特导流泄洪洞三维有限元模型,并进行非线性有限元分析。分析结果表明,设计的支护措施能明显减少围岩变形、改善应力分布,为类似工程设计提供参考。     

孔群支护－自承围岩结构体系的非线性机理分析

首先应用光弹实验,对圆形与梯形巷道进行大量的孔群卸压自承围岩结构体系的模拟试验。试验结果清晰地描述了孔群支护的可行性及力学作用效果。然后对孔群支护问题的内力和变形进行非线性的数值计算,证明巷道的屈服变形只要不超过岩石冒落时的恶化位置,在塑性区孔群卸压均能使应力峰值降低并向内部围岩转移,其本身具有一定的承载能力;同时又使内部围岩应力峰值增加进入塑性范围,达到人为二次利用内、外部围岩的强度和承载能力。     

大厂铜坑矿细脉带采场围岩稳定性的数值分析

本文根据大厂铜坑矿细脉带采场实际的工程地质条件，利用有限元对采场进行了稳定性分析，得出了一些有益的结论，用于指导矿山开采。     

基于广义粒子动力学的巷道围岩弹塑性分析

提出了广义粒子动力学数值分析方法,该方法是一种无网格数值分析方法,可以考虑关联塑性流动法则和非关联塑性流动法则对岩石材料塑性变形的影响。将广义粒子动力学数值分析方法应用于巷道围岩的弹塑性分析,确定了巷道围岩的应力场、位移场和塑性区。该数值模拟结果与有限元结果吻合较好,表明将考虑岩石材料剪胀特性的弹塑性本构理论引入到广义粒子动力学数值分析方法,不失为模拟岩石类材料弹塑性破坏的一种有效数值手段,研究结果为更好地理解岩石材料的屈服破坏过程提供重要的参考。     

某软土深基坑的非线性三维有限元分析

从工程实践需要和当前的基坑工程研究现状出发,结合当前天津软土地区最大的深基坑工程,采用大型有限元分析软件ANSYS10.0,对基坑开挖变形性状进行了三维非线性有限元分析,并将分析结果与实际测量数据进行了比较。分析方法和所得结论可为今后类似工程研究与设计提供有益的经验。     

岩性弱结构巷道围岩的塑性区与松动圈形态

根据煤系地层赋存的不均一性和巷道围岩变形破坏的不均衡性，提出了巷道围岩弱结构与弱结构体的概念：在数值模拟及现场实测的基础上，分析了不同类型、断面形状及围岩应力状态下的岩性弱结构巷道塑性区的分布特征，以及岩性弱结构巷道围岩松动圈的发育特征。研究结果为岩性弱结构巷道的非均称控制提供了依据。     

非线性硬化与软化的巷道围岩应力分布与工况研究

采用摄动法得到接近岩体实际的弹性、应变非线性硬化和软化3段光滑连接的本构模型，求得静水压力下圆形巷（隧）道围岩塑性硬化区和软化区的应力分布规律。给出围岩平衡方程、地应力-硐室位移关系和围岩特征方程。分析中可自然导出围岩自承地应力上限概念。根据围岩平衡方程写出围岩弹性区、硬化区和软化区分担地应力的表达式。计算表明，围岩硬化区承载力ph大于弹性区承载力pe，软化区也有相当的承载能力。特别是所求得的切向应力σθ/p0-r/α曲线光滑连接，没有尖峰向上的应力集中，此结果与其他学者在巷（隧）道模拟试验中测得的σθ-r曲线形状一致，从理论上证明基于理想弹塑性本构模型的Kastener解在围岩软化区半径处的σθ-r曲线有尖峰向上的应力集中与实际不符。     

两河口地下厂房轴线方位选择与围岩稳定分析

两河口水电站地下厂房地质条件复杂,属于高地应力区,加之受进、出水口布置的限制,其洞轴线选择是一个难点。笔者采用三维非线性有限元方法,对两河口地下厂房N3°E和N7°W两个轴线方案展开平行分析。模拟加固措施和实际开挖过程,对两个方案的地下厂房洞室群围岩应力应变特征和稳定性进行分析评价。分析表明:与N7°W轴线方案相比,N3°E轴线方案较好的规避了地应力释放,可以显著限制变形和塑性区发展,建议采用N3°E方案。     

长大竖井围岩稳定性有限元分析

对以混凝土为内衬支护结构的长大竖井井筒,采用理想弹塑性材料本构关系及Drucker-Prager屈服准则建立三维有限元模型,对围岩受力及变形特征进行分析,给出围岩的应力与位移分布特征、竖井周边特征点的变形(位移)大小及破坏区的范围;对比讨论了现浇混凝土支护结构不同支护厚度对围岩稳定性的影响,分析计算结果表明围岩稳定性良好,竖井的初步设计是合理的,改变支护厚度对纵向及总位移影响较大,随支护厚度的增加围岩应力分布更均匀。按一定深度建立竖井水平剖面的二维模型对井筒的稳定性进行分析,将二维与三维分析结果进行对比分析,其结果表明二维分析存在较大误差,说明了二维简化分析的不合理性。     

三峡右岸地下电站窑洞口围岩稳定性三维断裂损伤分挝

三峡地下电站厂房窑洞口围岩属于一种断续节理裂隙切割的节理岩体,对主厂房与窑洞口相接处围岩的稳定情况,应用三维加锚节理裂隙岩体的本构关系、损伤演化方程来评价此类岩体稳定性和变形行为.结果表明所建模型是有效的.     

大厂铜坑矿细脉带采场围岩稳定性的数值分析

本文根据大厂铜坑矿细脉带采场实际的工程地质条件,利用有限元对采场进行了稳定性分析,得出了一些有益的结论,用于指导矿山开采.     

东升庙矿9号矿柱回收采空区围岩稳定性分析

以东升庙矿2＃和11＃矿床矿柱回收及空区处理项目为基石展开,目的是想在空区处理研究领域形成一套相对完善的空区处理关键性技术模式,通过开展东矿现场和室内试验研究,采用FLAC3D 4.0新版本数值模拟软件对空区围岩稳定性进行模拟分析,结合极限自然平衡拱理论对空区围岩可能冒落的范围进行预测,以便有效地控制地压,预防空区顶板围岩突然冒落造成矿山重大安全事故。我们对900 m中段以上9号矿柱回收过程进行了详尽的模拟研究,在9号矿柱回收过程中,空区上盘围岩的主要破坏形式主要为拉应力及剪应力超过屈服极限引发的塑性破坏,塑性破坏区域主要分布在空区上、下盘围岩隅角及32号矿柱上覆岩层内的部分区域。     

隧道顶部溶洞影响围岩稳定性的模型试验研究

利用公路隧道结构与围岩综合实验系统 ,对石灰岩地区大断面隧道开挖过程中 ,隧道顶部不同距离上的溶洞对围岩稳定性的影响进行相似模型实验研究 ,实验结果表明 ,开挖引起的总释放位移随溶洞的距离呈现减函数变化 ;在有溶洞的断面开挖瞬间释放位移增量随溶洞离隧道的距离增大而减小 ;开挖后的流变位移也随溶洞的距离增大而减小。开挖瞬间的位移释放率随溶洞距离而呈现减小的趋势 ,约为 2 3%- 2 5 %。开挖后的流变位移释放率与溶洞距离没有明显的关系     

坚硬围岩初期支护合理时机研究

针对某水电站业已完成的地下厂房第一期开挖开展坚硬围岩初期支护的合理时机研究。首先,根据地下厂房围岩变形监测资料,研究分析了围岩位移变化率的时间效应及坚硬围岩的应力释放特征;其次,借助二维有限元分析软件Phase2,通过指定不同的应力释放系数来模拟不同的洞室支护时机,计算结果表明在不同应力释放阶段,围岩自承载能力和围岩变形均表现出阶段性发展的趋势;随支护时机推迟,支护应力减小,围岩塑性区和开挖变形量增大;同时考虑坚硬围岩应力释放的时间效应,研究围岩变形特征曲线,为初期锚喷支护的设置时机提供了可以测量、控制的研究手段。最后,综合不同支护时机下的支护抗力和围岩应力、变形分析表明:针对该水电站地下厂房坚硬围岩,应力释放达约60～70%或开挖通过施工断面15d左右是一个较为有利的支护时机。计算结果符合地下工程施工过程的一般规律,对于该水电站地下厂房正在进行的开挖支护活动具有很好的参考价值。     

地下开挖对周围岩体应力环境的影响分析

随着人类活动范围的不断扩大,人类开始大规模的开发地下空间,它在扩大城市容量和改善城市环境方面有着广泛的前景,而且比向上部空间开发更为有效,但也带来了一系列的地质问题.由于地质构造、岩土体性质、施工方法等原因很难以定量的方法来评价地下空间开发对周围地质环境造成的损害,当这种损害达到一定程度时就会形成地质灾害.因此,建立地下结构与围岩之间的相互关系就迫在眉睫.笔者在原有弹性力学和岩体力学的基础上结合协同学中的有关理论对地下空间开挖对周围环境的影响进行了初步的探讨.     

印山越国王陵破碎岩质边坡稳定性分析

破碎岩质边坡稳定性分析中 ,滑动面和c,φ值的选取决定了计算的可靠性。以印山越国王陵破碎岩质基坑边坡稳定性分析为例 ,阐述了结构面统计及网络模拟在计算参数选择中的应用     

爆破回采对某金属矿深部采场围岩稳定性的影响

深部岩体处于高地应力、高温、高孔隙压力的环境。这使深部岩体的组织结构、基本行为特征和工程响应均发生根本性变化,也导致深部开采中灾变事故的出现。为了控制深部采场回采过程中的某金属矿深部采场的围岩稳定性,也为改善深部开采采矿技术经济指标,结合实际利用有限元程序,对某矿爆破回采过程进行数值模拟,分析采场顶板和间柱的应力场、位移场和塑性区,爆破作用对顶板和间柱造成的损伤作用。研究表明,采场经过爆破回采作业后,水平及竖直向应力场的区域及位移场的区域并没有发生明显改变,只是在数值上有所增加。但塑性区发生明显变化。分析结果对采场的稳定性研究及地表沉降研究提供了参考。