深部破碎巷道应力演化与围岩控制技术数值模拟

为解决某金属矿深部破碎围岩巷道支护的难题,采用FLAC3D对不同支护方案下巷道围岩失稳破坏情况进行了数值模拟.分析了巷道在无支护、锚杆支护、锚喷支护和锚喷+锚索支护等不同条件下围岩的变形规律.结果表明:在不同支护条件下,巷道围岩垂直应力在距离巷道帮部约2 m?5 m处出现了"耳廓型"的压应力集中;巷道围岩水平应力呈现非...     

程潮铁矿采准巷道围岩稳定性数值模拟研究

松软破碎围岩的巷道支护一直是困扰地下金属矿山生产的重大技术难题。结合程潮铁矿东区的具体工程地质条件和采场布置参数，采用FLAC软件对无断层破碎带无支护、有断层破碎带未支护和有断层破碎带喷锚网支护3种情况进行模拟研究。并从应力、位移和塑性区3方面分析巷道围岩的稳定性。模拟计算表明，现场所采用的支护方案是正确的。     

矩形巷道围岩稳定性数值模拟研究

为分析矩形巷道围岩应力与变形的分布规律,利用FLAC3D数值模拟软件对矩形巷道围岩的稳定性进行了模拟分析,并给出了矩形巷道支护建议。研究结果表明,矩形巷道顶、底板主要为拉伸破坏,两帮主要为剪切破坏,且顶、底板破坏深度大于两帮,运用锚杆支护能较好地解决矩形巷道的支护问题。     

巷道围岩蠕变特性及支护效果数值模拟研究

在地下工程尤其是高地应力分布区围岩稳定性分析中,必须考虑岩石的流变特性.为了更好的控制巷道围岩变形,本文从蠕变的角度,对高地应力下巷道围岩进行分析研究,利用FLAC3D数值模拟软件进行模拟分析,提出不同的支护方案,并提出对工程实践有指导意义的支护建议.     

深部大变形软岩巷道返修支护对策研究

淮南矿业集团望峰岗矿-817水平内水仓埋深约850 m,虽经多次返修,但其围岩难以维护稳定.根据地应力场和巷道变形破坏原因的分析,对该水仓巷道原支护方案进行了调整,在返修支护方案中增加了底部反拱,并采用钢纤维混凝土喷层.利用FLAC软件的用户自定义损伤本构模型（UDM）对无支护、原支护方案以及返修支护方案的深部开挖损伤区进行了数值分析,结果表明返修支护方案可以减小开挖损伤区.现场试验结果表明,返修支护方案能够维持围岩巷道的稳定.     

双向不等压圆形巷道围岩塑性区理论分析及数值模拟

根据弹性力学中圆孔应力解的方法,利用莫尔-库仑强度准则,推导出了双向不等压应力场载荷作用下圆形巷道围岩塑性区的边界方程。从理论分析和数值模拟对比分析的角度出发,分析了侧压系数、围岩岩性、开挖半径对圆形巷道围岩塑性区的影响。结论表明:双向不等压载荷作用下,圆形巷道围岩较大载荷方向的塑性区尺寸小于较小载荷方向的塑性区尺寸;巷道围岩越坚硬塑性区分布范围越小,围岩为软弱岩层时塑性区呈蝶形分布,围岩为坚硬岩层时,塑性区呈椭圆形分布;巷道开挖半径对巷道围岩塑性区分布范围影响较大,同一角度处的塑性区半径随着巷道半径的增加呈线性增加。     

深部高应力巷道围岩破裂演化过程数值模拟

运用岩石破裂过程分析RFPA对不同围压下的深部高应力巷道围岩破裂演化过程进行了研究。通过模拟，再现了不同围压下的高应力巷道围岩破裂演化的全过程。据此，对比分析了模拟结果并探讨了深部巷道变形破坏类型。数值模拟结果表明，不同围压下的高应力巷道围岩破坏过程是有很大差别的；围压与顶压的对比关系决定了高应力巷道围岩破坏的主趋势和主要区域，这些区域应作为重点的加固区；巷道墙下角和拱部起拱线是破坏的重点部位，应作为重点加固区的重点；高应力巷道围岩破裂演化首先表现为较长阶段的缓慢递增变化，随后进入短暂的加速破裂阶段和宏观破坏阶段。因此，对巷道破坏过程的研究和工程现场具有重要的借鉴价值和现实意义。     

爆破扰动对巷道围岩损伤的数值模拟

深部巷道围岩在频繁爆破扰动作用下微裂隙不断产生、扩展与贯通,形成宏观破裂,岩体失稳灾害日益突出。本文采用FLAC3D软件,考虑不同侧压力系数,开展高应力爆破扰动条件下巷道围岩损伤规律研究。结果表明:应力环境明显影响巷道围岩的损伤特征。初始应力条件决定巷道围岩的破坏区域和破坏形态分布,爆破扰动会加剧巷道围岩的损伤,加快破坏速度。与初始应力状态相比,爆破扰动造成巷道围岩松弛区变厚、应力集中程度和影响范围增大,同时改变围岩中位移的分布特征和范围,并增大围岩的最大位移量。巷道围岩所受双向载荷差值越大,爆破扰动作用后塑性区的深度就越深,破坏增量也越大,巷道围岩塑性区的范围远大于松弛区。支护工程应控制松弛区围岩,避免其发生垮落。研究为深部巷道围岩控制提供支撑。     

多次开挖扰动下采空区围岩应力演化数值模拟

以邯邢地区某铁矿为研究背景,采用现场调查与数值模拟相结合的方法,运用有限元数值模拟软件MIDAS/GTS建立3阶段9矿房数值计算模型,对采空区围岩应力在多次开挖扰动下的演化规律进行了揭示。结果表明:采空区围岩应力变化是一个动态过程,在多次开挖扰动影响下,相同水平和不同水平矿房开挖后都会产生应力相互扰动影响,其中本矿房开挖对相邻矿房和对角矿房扰动作用明显。第一水平开挖后矿房间柱为承压区、底板为卸压区;第二水平开挖后,第一水平矿房顶板出现承压区,两个水平垂直相邻矿房矿柱由卸压区变为承压区;第三水平开挖后,三个水平相邻矿房间柱由承压区变为卸压区。     

深部高应力巷道围岩松动圈数值模拟研究

针对深部高应力巷道围岩软弱破碎、巷道变形大、长期蠕变、支护损坏严重的特点,基于围岩松动圈理论,运用FLAC3D进行了巷道围岩松动圈数值模拟研究,得到了巷道埋深-围岩松动圈变化关系,巷道断面形状-围岩松动圈变化关系,岩体黏聚力-围岩松动圈变化关系及岩体摩擦角-围岩松动圈变化关系,分析了它们对巷道围岩松动圈形成及发展的影响规律。     

南京铅锌银矿巷道围岩支护数值模拟研究

随着埋深的增加,矿山主巷道周围的位移逐渐增大,应力集中情况愈趋显著,因此,需对主巷道的稳定性进行分析。采用数值模拟的方法,模拟计算了不同厚度素混凝土喷层支护下巷道应力的重新分布情况,为矿山进行主巷道支护提供了依据。     

隧道围岩稳定性数值模拟研究现状与发展方向

由于隧道所处的特殊地质环境，如埋藏深、地应力高、温度高、渗透压高，存在各种节理、裂隙等不连续面等，这些因素对隧道围岩稳定性有重要的影响。与隧道围岩稳定性分析的解析方法和物理模拟实验方法相比，数值模拟分析方法精度高，具有良好的适应性、通用性和灵活性，已成为解决岩土工程问题有效的工具之一。文中介绍了有限元、边界元、离散元等数值模拟分析方法在隧道围岩稳定性中的应用情况，并指出了在数值模拟方面存在的问题。最后对隧道围岩稳定性数值模拟方法的未来发展方向进行了探讨。     

掘进对蒙西煤矿运输顺槽围岩变形的影响

为了揭示掘进对围岩变形的影响,采用有限差分方法,对蒙西煤矿运输顺槽进行模拟,建立了运输顺槽的三维模型,抽取1、3、5开挖步分析,得到运输顺槽的塑性区图,求解出了位移和应力分布情况。研究结果表明：开挖掘进是围岩变形的影响因素之一,为支护方案设计和实际工程应用提供了理论依据。     

深部软岩巷道耦合支护方案的数值模拟

结合深部软岩巷道特殊的地质状况和围岩环境,分别采用“锚网+钢带+锚索+喷射混凝土”和“恒阻大变形锚杆＋钢带+底角注浆锚管”的耦合支护方案,并利用有限差分软件FLAC3D,对深部软岩巷道在开挖后出现的破坏情况进行了动态数值模拟,并对比分析了巷道在不同支护条件下的应力应变分布规律以及支护体的受力状况,为深部软岩巷道支护方案的选用提供了科学依据。     

基于数值模拟的巷道围岩的支护优化

以白象山铁矿为工程背景,针对该矿区内地表水系十分发育,矿床水文地质条件相对复杂,巷道稳定性受水的影响很大,围岩中节理裂隙构造多等问题,对原有的巷道支护方案进行优化。结合不同的围岩特性和地质条件,优化后的支护采取锚喷联合支护及二次耦合支护技术。最后通过数值模拟验证,优化后的支护方案效果良好。     

软岩巷道围岩稳定性的FLAC3D数值模拟研究

软岩巷道的变形和位移,对于整个结构的稳定性具有重要的影响。通过有限差分方法(FLAC3D)对围岩变形、破坏过程进行分析研究。分析了岩体支护前后围岩变形及应力状态,对巷道围岩的稳定性和初级支护结构的安全性作出了综合评判,并得出一些非常有益的结论。     

高应力巷道开挖围岩损伤分析

首先运用岩石破裂过程分析RFPA分别对有、无裂纹情况下的高应力巷道开挖围岩损伤过程进行了分析,随后,对有、无裂纹情况下的高应力巷道开挖围岩损伤进行了理论分析.模拟结果再现了巷道围岩开挖卸荷后声发射变化全过程.数值模拟与理论分析表明:高应力巷道围岩卸荷破坏是个损伤逐渐累积最终演致破坏的过程;垂直方向为最大主应力情况下,损伤主要从两帮开始,然后向两帮深部扩展,扩展到一定程度后沿大主应力方向扩展;卸荷损伤过程受裂纹影响很大,裂纹改变巷道围岩损伤演化过程,对损伤演化过程起主要控制作用;提出的理论分析方法可用于巷道围岩开挖卸荷后损伤破坏情况的分析.     

基于Weibull分布的巷道围岩开挖损伤分析

首先,在假定微元强度服从双参数Weibull分布的基础上,分析了围岩微元破坏概率和临界破坏概率,依据围岩完整程度不同,分析了巷道开挖后的围岩损伤;随后,运用岩石破裂过程分析软件RFPA,分别对不同均质度的巷道围岩开挖损伤进行了数值模拟分析。结果表明,伴随围岩均质度增加即围岩完整程度增加,围岩起始损伤延后,临界破坏概率越来越小;在围岩微元所受载荷达到其统计平均抗压强度前,围岩的均质度越低其巷道开挖后的围岩损伤值越大;在微元所受载荷达到统计平均抗压强度后,围岩均质度越高其巷道开挖后的围岩损伤值越大,其巷道开挖后的危险率越高,且往往具有突发性;巷道开挖后的围岩损伤破坏程度与围岩完整程度和抗压强度关系密切;分析结果与模拟结果是一致的。     

开挖对岩质边坡稳定性影响的数值模拟

以西部某露天矿开挖形成的岩质边坡为工程背景,运用数值模拟软件FLAC3D对开挖过程中岩质边坡体开挖方向上的应力演化和变形规律进行了数值模拟研究。研究结果表明：由于露天开挖形成的岩质边坡工程体在开挖过程中其内的压应力将发生明显的减小,自上而下呈“W”型分布,且在边坡体的中部将形成明显的拉应力区,这将是岩质边坡体发生失稳的原因之一;开挖过程也将导致岩质边坡内各岩层产生明显的膨胀变形,且埋深越大时产生的膨胀变形越大;由于复杂应力演化条件作用,岩质边坡坡脚处产生的沿开挖方向的变形最大。