FLAC^(3D)中锚杆剪切破断失效的实现及应用

为解决FLAC^(3D)中无法实现锚杆剪切破断失效的问题,基于PILE结构单元提出锚杆剪切破断判据Fs(i)≥Fsmax(i),采用Fish编程语言二次开发,建立PILE结构单元杆体修正力学模型,并嵌入到FLAC^(3D)主程序中。分别采用PILE单元杆体原模型和修正力学模型,进行杆体剪切实验和煤岩交界面滑移情况下的锚杆支护实验对比分析,结果表明:(1)修正模型杆体剪切荷载–位移曲线呈现出剪切破断失效的特性,达到了以剪力为判据的定量破断,且破断部位结构单元剪力和轴力在发生剪切破断后均突变为零,实现了FLAC^(3D)主程序中锚杆剪切破坏。(2)采用修正模型的锚杆支护方案中,煤岩交界面附近杆体发生剪切破断,且煤–底板交界面附近杆体破断先于煤—顶板交界面附近杆体;煤岩交界面最大滑移量比原模型大17.5 mm,结果更接近实际。(3)PILE修正单元剪切破断失效的实现扩展了FLAC^(3D)的应用范围。