基于GIS和FLAC3D矿山地表沉陷可视化

利用FLAC3D数值模拟软件模拟出地表沉陷变形信息,在此基础上,根据地表沉陷实测数据,应用GIS软件Surfer的图形绘制和数据分析功能对地表沉陷变形过程进行二维或三维可视化,通过数值模拟和Surfer显示的三维图形对比分析,验证了开采沉降信息数值模拟的准确性,为矿山预防和治理开采沉陷提供有力的技术支撑和依据。     

基于FLAC3D进行堆载作用下边坡稳定分析

调查分析保腾高速公路五合立交区边坡工程地质条件,通过ANSYS、FLAC3D建立边坡复杂三维地质模型。运用FLAC3D模拟分析边坡在堆载作用下三维位移场、应力场分布规律,研究边坡岩土体力学响应特性及可能的内在变形破坏机理。由强度折减法计算其安全系数,结果与极限平衡法计算结果一致。综合分析评定立交区边坡整体处于稳定,后缘局部可能崩塌滑移,为工程开展提供依据。同时探讨了边坡不同位置的堆载作用对其稳定性的影响,得知此类坡体在坡脚及中部堆载对边坡稳定有利,中部尤为明显,坡顶堆载对其稳定极为不利。     

基于FLAC3D的条带开采煤柱稳定性分析

为研究不同采出率开采条件下条带开采煤柱的稳定性及对地表的影响,采用了FLAC3D和Tecplot数值模拟软件,对不同采留宽条带煤柱的竖直应力分布和地表最大下沉值进行研究。结果表明:随着采出率的增加,煤柱单位面积所支撑的压力成线性增大;在煤柱的边缘形成应力的集中区,其应力等值线的形状呈马鞍形—平台形—拱形的变化,平台形可以看成煤柱从稳定向失稳过度的标志和临界点;根据模拟计算结果,建立了地表最大下沉值与条带开采回采率之间的关系式及最大竖直应力与采出率之间的关系式,为今后相关计算提供了科学依据。     

基于FLAC3D的高边坡稳定性计算结果的规律性研究

介绍了FLAC3D数值模拟方法的基本原理和使用步骤,通过改变影响高边坡稳定的几种因素,并用FLAC3D对其进行规律性分析研究。计算结果表明,初始地应力和边界范围对计算结果影响较小,对屈服区域产生一定的影响;边坡网格疏密和剪胀角的大小对计算结果产生一定影响,抗拉强度的大小对计算结果影响不大。     

基于DXF格式的FLAC3D建模方法及应用

为了解决复杂三维地质模型构建耗时费力、难度大的问题,提出了一种基于DXF格式的复杂三维地质模型快速构建的方法。该方法需借助AutoCAD软件,在此软件中画出所要研究的二维地质模型,保存为FLAC^3D能够识别的DXF格式文件类型。此方法能够大大简化建模过程,提高建模精度,对复杂地质模型的FLAC^3D导入技术有参考价值。     

基于AutoCAD的拱形交叉巷道FLAC3D快速建模研究

拱形交叉巷道FLAC3D模型网格建立时要利用FLAC3D中固有的柱形交叉隧道网格(cylint)单元,建立三维网格模型效率较低。针对采矿工程领域的数值模拟计算问题,研究了Auto-CAD平面图形向FLAC3D拱形交叉巷道模型转换的技术,利用AutoCAD建立了拱形交叉巷道FLAC3D模型,并给出了详细的方法与步骤,实现了利用FLAC3D分析拱形交叉巷道工程问题时方便、快捷地建立地质模型。     

基于遍布节理模型的深埋巷道稳定性分析

为研究深部开采矿山不同节理倾角对巷道稳定性的影响,建立了不同节理倾角的巷道模型,基于遍布节理本构模型进行了巷道稳定性分析。以应力、位移以及塑性区范围来定义稳定性分析指标,将其作为评估巷道稳定性影响的基础。通过分析发现：随着节理倾角的变化,巷道顶板下沉值、底板底鼓值呈下降趋势,而帮壁收敛率变化较小;应力集中系数随着节理角度的增大而增大,且集中区向巷道集中,集中区域面积减小;巷道周边塑性区分布与节理方向基本呈正交分布关系,塑性区分布先是在巷道顶板聚集,随着节理倾角的增大向两帮转移,塑性区分布范围受节理倾角影响明显。因此,在深部巷道支护时需要考虑各向异性的影响。     

FLAC3D复杂网格模型的构建及其工程应用

借助通用有限元软件ANSYS在复杂网格模型建立方面的优势,通过开发的数据接口软件,实现了复杂地质体网格模型在ANSYS中建立并导入FLAC3D中的目的,有效降低了FLAC3D复杂网格模型建立的难度.采用该方法建模时,先通过地质建模软件GOCAD获取等高线的三维坐标数据,然后将这些数据输入图形处理软件SURFER整理后输出为等间距的点坐标,接着采用这些点在ANSYS中生成等间距样条曲线并最终建立实体模型并网格剖分,尔后通过接口程序将ANSYS中的网格模型导入FLAC3D以实现复杂岩土工程的计算分析.最后以西南某一水电站厂房边坡网格模型的建立为例,说明了该方法既实用又高效.     

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。     

基于FLAC3D的高陡边坡支护方案优化分析

随着我国高速铁路建设的不断发展,交通沿线逐步向西南山区修建。高陡边坡已经成为在艰险山区修建高速铁路不可避免的工程问题。因此,为保障交通线路安全,维护铁路安全运营,有必要对沿线高陡边坡进行稳定性评价,采取适当支护设计。鉴于此,本文以某隧道洞口边坡为依托,经过实地调查选取该隧道出口处地质条件最为复杂一段长度约300米边坡体为数值模拟对象,确定两种支护方案。通过FLAC^3D软件对两种方案进行建模和分析安全系数、塑性区、位移等的变化规律,认为预应力锚索的支护方式可有效降低坡面位移,提高边坡的稳定性,同时考虑工程造价确定该方式为最佳支护方案。论文可为相关高陡边坡的支护设计提供一定参考。     

基于FLAC~(3D)的尾矿库地震稳定性分析

数值模拟已成为岩土工程稳定性分析计算的有效方法之一。应用FLAC3D建立了某铁矿尾矿库排砂现状的三维网格模型和流固耦合状态模型,选择Mohr-Coulomb模型描述尾砂的本构关系,并对该尾矿库在地震作用下的整体稳定性进行了分析。研究结果表明,该尾矿库总体稳定性良好,但在大烈度地震作用下局部有发生液化垮坝的危险;位移及速度最活跃的区域出现在尾矿库的坝底和坝顶边缘,应加强对这些区域的日常监测与管理;应用FLAC3D进行地震作用下尾矿库整体稳定分析是可行的,为分析尾矿库动力问题提供了范例。     

FLAC 3D与RG井下录像系统在复杂采空区处理的应用

结合排山楼金矿空区的复杂现状,应用FLAC^3D建立数值分析模型,运用FISH语言编程使模型地表与矿山实际相拟合,模型充分反映了地表、井下空区的现实状况。并根据空区围岩的位移、应力模拟结果,分析了围岩的稳定性。虽然模型显示应力向着有利于岩石材料高抗压的似拱形发展,但从顶板安全系数较低、间柱应力集中、岩体时间效应、井下开采扰动等方面综合分析,得到空区围岩的稳定只是暂时稳定的结论。所以,空区暴露面积不宜扩大,应立即采用RG井下录像系统对顶板岩体跟踪监测,为生产提供客观依据,实施RG监测强采。     

FLAC~(3D)中爆破震动下锚杆轴力损失的修正及应用

针对FLAC3D现有模型无法实现由于CABLE结构单元在动载下出现损伤而导致支护轴力损失的问题,基于最大剪应力准则和应变能密度准则,提出了爆破震动下CABLE单元破坏损伤判据,以及锚固结构损伤量沿震波传播路径的分布规则,由此建立了锚杆轴力动力损失修正模型。基于FISH语言平台开发修正模型的计算程序,使得FLAC3D具备由于CABLE结构单元动力损伤而导致轴力损失的功能,并应用该功能进行了爆破震动下单排锚杆轴力损失与全锚杆巷道支护质量减弱的对比分析,结果表明:1修正模型锚杆轴力在爆破下,经历平稳→下降→平稳3个阶段,锚杆轴力损失率随至震源距离的增大呈指数衰减,达到了锚杆轴力定量损失的预期效果。2通过修正模型得到了爆破对巷道支护的主要损伤范围和程度,其中6和8 kg药量爆破下锚杆轴力损失率峰值分别为35%和76%,并且至震源0~4和0~12 m内锚杆轴力损失率超过25%,支护损伤较大。同时,修正模型能较大幅度修正动力分析中的围岩变形量以及塑性区体积,其中6和8 kg药量爆破下变形修正系数峰值分别为70%和37.5%,而塑性区体积修正系数分别为22.2%和9.9%,说明爆破药量越小修正效果越显著。3修正模型计算结果与现场实测结果具有较好的一致性。     

基于FLAC3D的深部巷道支护围岩稳定性研究

为了验证某煤矿巷道支护设计是否满足矿井支护要求,采用FLAC^3D数值模拟软件,研究了巷道周围煤岩体应力分布、巷道周围煤岩体塑性区分布、巷道周围围岩体变形规律以及巷道支护中锚杆、锚索轴向力分布。研究得出:巷道顶底板围岩变形为31 mm,巷道两帮变形量为22 mm,巷道右侧锚杆受力明显大于巷道左侧锚杆受力,巷道围岩出现失稳破坏。因此,在进行最终巷道设计时,应增加锚杆、锚索的抗拉强度及减少锚杆、锚索的间排距,从而达到巷道围岩的稳定性,保证矿井安全生产。     

某高速公路岩石单轴抗压强度结果的不确定度评定

依据JTG E41—2005《公路工程岩石试验规程》,结合工程项目实例,对岩石单轴抗压强度进行了试验,对试验结果采用JJF 1059—2012《测量不确定度评定与表示》进行分析与评定,了解测试中造成误差的因素,结果显示影响该项目单轴抗压强度试验的主要因素来源于样品的不均匀性和压力试验机的测量。     

基于FLAC3D数值模拟的钻孔变形特征及围岩稳定性研究

为了对钻孔变形特征及围岩稳定性进行研究,采用FLAC^3D数值模拟软件,建立了卸压开采数值模型,采用多维耦合数值模拟方法,研究了开采煤层顶板垂直应力随工作面推进的运移规律以及钻孔的挤压安全系数分布规律和剪切滑移量分布规律,分析了钻孔破坏的影响特征。研究得出:随着工作面的开采,上覆煤层产生了同步的位移,且岩层移动范围比下层煤开采范围大;随着开孔位置距离煤层顶板的偏移,当钻孔避开了顶板5~11 m挤压失稳区,钻孔挤压破坏危险区域也相对随之缩小,提高了钻孔开孔位置高度,有效减少了钻孔危险区范围。研究为钻孔的合理布置提供技术支持。     

基于FLAC3D的主层开采对副层底部结构稳定性的影响研究

以自然崩落法开采的铜矿峪铜矿4^#矿体为研究背景,通过对主副层三维建模,并利用FLAC^3D软件对554 m主层开采扰动下614 m副层底部结构稳定性变化进行数值模拟,以对底部结构的应力分布规律和塑性区进行分析。结果表明,由于叠加压力拱效应,主副层交界处以及副层拉底推进线前方底部结构压应力集中程度会随着主层拉底和落矿增大而增大; 因主层开采,副层底部结构拉底空间下方出矿穿脉和桃形矿柱拉应力一定程度减小,使其不易超过岩体抗拉强度; 必须采取措施使压力拱范围内底部结构强度高于拱角应力强度,以避免推进线前方底部结构发生破坏。     

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。