深基坑开挖FLAC数值模拟计算及分析

基于北京地区深基坑开挖的实例,对多层土加两道钢支撑一道锚杆情况做了相应的FLAC数值模拟计算及分析.由计算结果得出以下结论:数值模拟水平位移预测总体是偏于安全的.

黄土沟壑区湿软地基处理的FLAC数值模拟

黄土沟壑区分布的湿软地基目前还没有系统的理论研究,其工程性质与一般软土有一定区别。为合理选择该类型软土的地基处理方案,结合实际工程,运用FLAC数值分析软件对湿软黄土地基不同处理情况下的应力应变进行了模拟,得出合理结论。由于黄土沟壑区湿软地基的地层结构较为类似,依据文中的数值模型可修改相应参数后用于其他相似断面,为地基处理方案的设计和施工提供依据。

低洼沟谷地带路基变形控制FLAC数值模拟

利用FLAC数值分析技术模拟分析表面 ,通过格栅与低洼沟谷地带路基填料之间的摩擦和咬合作用 ,形成了具有一定整体性的路基复合体 ,大大降低了土体侧向滑移的可能性。同时 ,由于土工格栅的拉应力作用 ,使得土工格栅界面以下土体附加应力得到分散 。

基于FLAC数值模拟的坚硬顶板水压致裂方案优化研究

坚硬顶板的赋存增加了开采难度,易引发强烈矿压显现或冲击地压。基于现有水力压裂方案,对压力参数进行了优化设计,设计了3种压裂方案。方案三最大程度地破坏了坚硬顶板的整体性,煤柱的塑性区由原来的18m减小到了16m,煤柱的应力整体得到释放,煤柱巷道侧的应力峰值降低了18.9%。对现有水力压裂方案进行改进,将终孔位置向采空区侧平移16m,可将采空区悬顶切断,改善煤柱受力状态。

基于FLAC数值模拟技术的沿空留巷应力分析

应用FLAC数值模拟软件,对沿空留巷条件下的应力进行了分析和研究,从而提出了一种有效分析、解决沿空留巷应力的新方法,为沿空留巷的支护提供了理论依据。

基于FLAC 3D的五沟煤矿松散含水层注浆改造数值模拟

为了研究注浆改造对五沟煤矿二采区近含水层下薄基岩煤层开采安全的影响,采用FLAC 3D进行数值模拟,选取合适的注浆推进距离进行覆岩应力场、覆岩位移场和覆岩塑性区的对比分析。对治理段采用泥灰比1∶1,注浆孔间距取60 m,注浆方式采用分段上行式,最终压达到5 MPa且流量小于80 L/min标志着注浆结束,并且维持不小于30 min,初步方案设计42个注浆孔和38个检查孔。结果显示,“四含”注浆后应力、位移、破坏和渗透流动性与注浆前相比显著减小,注浆效果明显。

不同开采矿层数目深部磷矿体地下开采矿压活动规律的FLAC^(3D)数值模拟研究

以云南磷化集团有限公司晋宁磷矿2号坑口北采区深部矿体为研究对象,通过FLAC3D数值模拟分析,对其深部矿体地下开采过程中,不同开采矿层数目条件下磷矿地下开采过程中采场顶板、围岩的稳定性及矿压活动规律进行系统研究。研究结果表明,1)沿矿体倾斜方向,采场覆岩矿山压力可划分为采空区前方原岩应力区、采空区前方支承压力增压区、采空区上方及附近区域的卸压区、采空区后方应力降压区、采空区后方应力稳定区、采空区后方支承压力增压区、采空区后方原岩应力区等七个区域,伴随着采场的开挖推进,上述七个区域发生复杂动态变化直至平衡;2)与单层矿开采相比,双层矿开采完毕后,采场覆岩矿压显现特征更为明显,但矿压活动整体上趋于缓和。相关结果可为云南磷化集团有限公司所属矿山及类似条件的磷矿山地下开采工程提供一定的参考依据。

路基施工过程变形研究的FLAC3D数值模拟

对路基在施工过程中的变形特性进行数值模拟分析,研究在不同填土重度和不同填土回弹模量的条件下,路基中心处竖向沉降和路基坡脚处的水平侧向位移随路基填土高度的变化情况,在满足规范要求的条件下,尽可能的选用重度小的填土或提高路堤回弹模量,能够改善公路沉降变形.

不同倾角深部矿体地下开采矿压活动规律的FLAC^(3D)数值模拟研究

以云南磷化集团有限公司晋宁磷矿2号坑口北采区深部矿体为研究对象,通过FLAC3D数值分析计算,对其深部矿体地下开采过程中,不同倾角条件下采场顶板、围岩的稳定性及矿压活动规律,采场覆岩的采动破坏特征及移动规律进行了系统研究。研究结果表明:磷矿地下开采后,原岩应力场将重新调整分布,随着矿体倾角增大,同样的开挖空间范围下,采场覆岩卸载与集中区域的整体范围变小,矿压活动整体上趋于缓和,相关结果可为云南磷化集团有限公司类似条件的磷矿山地下开采工程提供参考。

基于FLAC的边坡稳定性分析及治理措施研究

为解决某河道边坡稳定性问题,利用Geostudio软件对边坡进行极限平衡分析,同时采用FLAC进行数值模拟分析校核。在暴雨工况下边坡处于不稳定状态,最大位移量可达100.0 mm,剪切应变增量最大值可达4.45×10^(-2),shear-n塑性区已经完全贯通,边坡体有整体滑动的趋势。提出双排抗滑桩设计方案进行加固后边坡稳定性系数较治理前得到了大幅度提高,加固后最大位移量只有1.8 mm,边坡体最大应变增量值及剪切破坏塑性区的分布也得到了显著减少,边坡体达到稳定状态,设计方案合理可行,可为类似边坡治理工程提供参考。

矸石山边坡稳定特征的FLAC3D数值模拟分析

根据矸石山主要特征,采用Mohr-Coulomb非线性塑性本构关系建立了矸石山数值模型,利用FLAC3D软件,通过数值模拟方法,分析了矸石山边坡塑性区域特征,模拟了矸石山边坡的安全系数随坡度变化的规律。数值模拟结果表明:矸石山边坡坡面浅表会产生塑性变形区,并会发生局部坡面滑坍。数值模拟结果与矸石山实例滑坍情况相近。本文数值模拟分析结果对矸石山治理工程有一定指导意义。

基于FLAC3D数值模拟的预裂切顶成巷多参数合理性研究

切顶卸压无煤柱自成巷开采技术是以“切顶短臂梁[1]”理论为指导。顶板在自重和构造应力的作用下,沿定向预裂切缝卸压切落,自动形成巷道。确定合理的切顶基本参数[2]是顶板按照设计位置准确切落的关键。本文以四川某煤矿2315采煤工作面为研究对象,采用FLAC3D进行了不同的钻孔深度、钻孔角度、钻孔密度数值模拟研究,最终确定并验证切缝钻孔深度5.2m、切缝角度12°、切缝钻孔间距0.5m、钻孔直径为32mm等参数是合理有效的。研究成果对薄煤层的切顶参数设计有一定参考价值。

露天矿端帮开采参数计算分析与围岩应力数值模拟研究

对安家岭露天矿端帮采煤主要技术参数进行了理论计算与分析 ,并应用FLAC数值模拟软件对端帮开采煤柱间围岩应力动态演变过程进行了模拟研究 ,得出端帮开采煤柱间应力是相互影响的 ,围岩垂直应力分布由“微马鞍形”向“马鞍重叠”及“平缓马鞍形”转变的动态演变规律 ;安家岭露天矿端帮采煤在采宽累计超过 80～ 10 0m时 ,围岩应力基本趋于稳定 。

基于FLAC的导水断裂带分布规律模拟研究

为了掌握煤层开采后上覆岩体导水断裂带的分布规律,采用FLAC有限差分程序分析不同开采宽度采空区上方应力变化。根据摩尔-库仑准则,以开采上边界起到模型单元应力状态屈服区的最高点处的距离作为导水断裂带的高度。对某矿首采工作面建立FLAC模型,模拟不同采宽条件下导水裂缝分布,结果表明:随着工作面的推进,导水断裂带先呈扁平拱形,后呈马鞍形;导水断裂带高度初期随工作面宽度增大而增大,当工作面宽度大于一临界值后不再增加;所模拟导水断裂带高度与实测吻合。回归分析表明,在相同采厚条件下,导水断裂带高度与开采宽度呈二次函数关系。

动压巷道锚注加固的数值模拟

锚注加固通过注浆将破碎围岩凝结成整体,改善围岩的结构及其力学机制,提高了围岩的强度。将锚杆和注浆加固相结合,形成锚注一体化,本质上实现了围岩作为支护结构的一部分,大大提高了支护结构的承载能力。文章对动压破碎巷道锚注加固前后围岩变形情况进行了数值模拟,根据计算分析进行了现场支护试验。监测结果表明:锚注加固显著提高了围岩的强度和承载能力,有效地控制了动压巷道的损伤变形。

沿空掘巷煤柱宽度优化的数值模拟研究

随着锚杆支护技术的推广应用,传统采掘体系中为回采工作面留设大煤柱的做法,正在越来越多的被小煤柱沿空掘巷所取代。本文运用FLAC数值模拟方法,对三交河煤矿采空区上下倾斜方向上煤层上方的支承压力分布状态,以及采动压力影响下相同锚杆支护方式的不同宽度煤柱沿空掘巷的围岩变形状况进行了模拟,得出了优化的沿空掘巷煤柱尺寸范围在4-6m。

眼前山露天矿转地下开采边坡大变形模式数值模拟

针对眼前山铁矿露天转地下开采条件下的边坡岩体的变形、破坏和稳定性问题,采用FLAC大变形模式分析了矿体开采不同深度下的露天边坡变形破坏特征。开挖模拟显示北帮软岩边坡易产生大量滑落,但一般不会形成突然快速的滑坡,对地下开采的安全影响不大,但大量小颗粒碎石补充岩石覆盖层,对控制损失贫化指标不利。南帮硬岩边坡岩体开采初期未出现较大的变形和整体滑移。

矸石山稳定性非线性破坏准则数值模拟分析

在探讨矸石山主要特征的基础上,基于Hoek-Brown非线性强度准则进行FLAC(fastlagrangian analysis of continua)数值模拟,分析矸石山稳定性随堆积高度的增加动态的变化过程。结果表明:随堆积高度增加,矸石山位移、变形程度增大,潜在滑移面逐渐形成,失稳破坏趋势渐增,且矸石山散粒层高度、面积增加,坡面出现局部滑塌几率增大;依据非线性强度准则计算得到的安全系数随矸石山高度增加而减小,符合矸石山堆积越高越不安全的实际情况。计算结果和理论分析表明采用文中方法分析矸石山稳定性具有合理性。

岩体边坡渐进破坏的物理模拟和数值模拟研究

为了揭示岩体边坡渐进破坏的机理 ,在对边坡渐进破坏进行物理模拟的同时 ,应用FLAC软件对边坡渐进破坏过程进行了数值模拟。研究表明 ,只有将物理模拟和FLAC数值模拟相结合 ,才能既从表象上又从本质上揭示出边坡渐进破坏的机理。

软岩巷道支护参数设计数值模拟分析

通过对和善煤矿软岩巷道围岩应力分布情况进行研究,制定出适合巷道围岩稳定性的巷道围岩支护方案。通过FLAC^(3D)数值模拟详细分析了不同支护方案下巷道围岩的变形情况,发现当锚杆长度为2200mm,锚杆间排距取800 mm×1000 mm,并每两排布置长为6.3 m的2根锚索时,即能保障巷道围岩的稳定性,又不至于造成支护耗材成本高和掘进速度慢等问题,由此将研究得出的的锚杆+锚索支护参数应用于现场,同时引入注浆锚索技术。根据现场实际效果表明,该支护参数可保障软岩围岩长期稳定性。