基于FLAC 3D数值模拟的巷道支护优化设计研究

以大隆矿二水平S1E-1303运顺为研究对象,结合大隆矿历年来支护设计类型和国内外先进支护技术方案,采用FLAC 3D 5。0建立数值模拟模型,分析其巷道稳定情况;对深部动压影响区、构造压力带、软岩破碎带等特殊地质情况分析,对历年来常规支护设计方案的模拟及优化,优化形成的支护设计方案,有效地控制顶板下沉,使巷道围岩能最大限度地发挥自身承载作用,可以减少锚杆2500根/千米及配套树脂药卷等,具有较好的经济效益,可在今后的工程中推广采用。

基于FLAC3D的石灰岩矿区岩溶塌陷数值模拟研究

矿区为露天凹陷式开采的石灰岩建材矿山,随着矿山开采以及地下水抽排,导致矿坑周边岩溶塌陷大量产生,严重影响矿山安全生产和周边群众生产生活。利用FLAC3D技术、天然电场选频法勘探和地质综合分析掌握岩溶塌陷发生机理和分布规律,研究结果表明矿坑东侧、北侧和南侧断裂构造发育;矿山生产抽排地下水以及采矿爆破引起真空吸蚀、流水潜蚀导致矿坑周边岩溶塌陷;基于FLAC3D技术矿区岩溶塌陷数值模拟分析,数值模拟结果与地质分析、物探结论和塌陷现状基本一致。研究结果为后期岩溶塌陷的防治提供了科学依据。

基于FLAC3D的某水电站岩体倾倒变形过程数值模拟研究

我国西南高山峡谷地区地质作用强烈,倾倒变形岩体广泛发育,基于拉格朗日有限差分法的FLAC3D软件可对岩体倾倒变形过程进行数值模拟研究。建立了流变模型对澜沧江上游某在建水电站的一处倾倒变形体进行了研究,结果表明,在岩体自重和卸荷应力的长久作用下,库区陡立岩层会朝向临空位置发生倾倒变形破坏。这是一个长期的流变破坏过程。倾倒变形仅发育在边坡的浅表层,深部的岩体未发生倾倒,浅表层底部的岩层弯曲最为强烈,这些部位的岩层将最先发生折断,若折断面贯通,极有可能导致倾倒体整体垮塌滑动引发滑坡等灾害。在水电站建设中要着重考虑对倾倒变形程度严重的坡体进行支护,防止发生大规模的失稳破坏。

基于FLAC3D软件模拟港池疏浚对高桩码头结构及岸坡的影响

基于内河某码头港池疏浚项目,采用FLAC3D软件建立三维模型,对疏浚前后码头各构件以及岸坡的位移与应力变化进行分析研究。结果表明:疏浚工程会对码头部分构件产生重要位移及应力的影响。疏浚完成后,在码头与驳岸接驳位置产生了较大的沉降,为28 mm左右;在码头斜桩段位置出现了最大水平位移,为4 mm左右;在引桥纵梁正下方,所在区域土层发生了最大水平变形,为70 mm左右。随着码头南端与引桥距离的增加,桩基支撑作用逐渐减弱,桥梁的侧向变形逐渐增大,同时在引桥后方桩位置处出现了最大弯矩与最大剪力。

基于FLAC3D的深基坑开挖过程地表沉降及围护结构受力数值模拟研究

为了掌握基坑工程支护开挖中地表沉降及围护结构受力情况,以苏州市某商业建筑深基坑工程为背景,基于FLAC3D有限差分软件,对基坑支护开挖全过程进行了数值模拟计算分析。数值计算结果显示:在桩、挡墙开挖成孔过程中,由于突然卸荷,地层向孔内发生变形,有塌孔的风险;当桩、挡墙开挖与浇筑过程中,基坑外围5m范围内的地层沉降比较明显。基坑内开挖也出现5m范围内离基坑越近变形越小,5m范围以外离基坑越远变形越小。分层开挖厚度越大,地表沉降越明显。

国土规划中基于3D地理信息技术的地形地貌分析与模拟研究

土地利用规划是国土资源管理和城市发展的重要组成部分,而基于3D地理信息技术的地形地貌分析与模拟在土地利用规划中的应用,对于科学合理地规划土地利用和保护生态环境具有重要意义。本文以3D地理信息技术为基础,结合地形地貌分析与模拟方法,探讨了其在国土规划中的应用,介绍了3D地理信息技术的发展,详细分析了基于该技术的地形地貌分析方法,包括地形数据获取、地形特征提取和地形模拟等,最后探讨了3D地理信息技术在国土规划中的应用。

基于FLAC3D数值模拟技术的岩石力学课程教学改革

通过岩石力学学科常用软件FLAC3D在工程教学中的应用,可以促进学生对岩石力学FLAC3D课程理论的理解。通过三维彩色应力云图和Profile应力曲线展示,教学过程更加生动形象,学生不仅较好地理解、掌握各章节概念和理论,而且提高了学习积极性和解决实际工程问题能力。

陶瓷3D打印技术研究进展

3D打印技术因具有加工精度高、成本低、操作简易、制造灵动等优点,被广泛应用于航空航天、汽车、医疗、武器等领域。将3D打印技术与陶瓷成型制造相结合,可以解决很多使用传统陶瓷制造技术带来的问题。3D打印技术主要有喷墨打印技术、浆料直写成型技术、光固化成型技术、陶瓷熔融沉积成型技术、激光选区烧结成型技术。本文概述了各3D打印技术的特点及其研究进展,阐述了光固化成型技术中的陶瓷浆料制备、后处理工艺,讨论了有限元数值模拟在3D陶瓷打印技术领域的应用,分析了氧化硅、碳化硅、氧化铝、氧化锆、陶瓷前驱体、磷酸三钙陶瓷的特性及其应用现状,最后总结了陶瓷3D打印技术目前存在的问题以及未来发展的潜力。

基于3D扫描打印技术的裂缝性堵漏模拟新方法

塔里木油田博孜区块钻井过程中漏失频发,钻井液损失量大,造成巨大的经济损失,是目前该区块勘探开发的一大难点。现有的传统裂缝堵漏模拟方法较难真实模拟井下裂缝条件,导致室内实验效果与现场应用差异较大。以博孜区块为例,通过对其储层特征进行分析,明确储层漏失成因为天然裂缝漏失与薄弱地层破裂;基于3D扫描打印技术,制作具有储层真实裂缝特征的仿真缝板,以此为核心建立了一种裂缝性堵漏模拟新方法,使用自主研制的堵漏仪器开展了不同裂缝宽度下的堵漏配方评价实验。实验结果表明,裂缝性堵漏模拟新方法适用于多尺度裂缝性地层堵漏配方模拟评价,能够为针对裂缝性漏失的现场堵漏配方测试提供有力支持。

基于FLAC 3D的云南省沙坝村滑坡稳定性分析

为了分析云南省丘北县沙坝村滑坡稳定性,基于FLAC 3D软件数值模拟方法,通过Rhino 6软件与Griddle 2.0插件建立了滑坡稳定性分析模型,通过模拟天然工况与暴雨工况条件下滑坡位移与内部应力状态,计算该滑坡的安全系数。结果表明:该滑坡在天然工况下安全系数为1.426,处于稳定状态;暴雨工况下,该滑坡安全系数为1.020,处于失稳边缘,滑坡后部剪应变增量集中,可能产生裂缝。研究成果可为制定针对性的滑坡防治措施提供参考。

基于FLAC3D与无人机航测的全部垮落法采煤塌陷分析

内蒙古串草圪旦煤矿位于黄河中游上段,其全部垮落法采煤导致大面积塌陷,地表生态和环境问题频发。为研究采空区地表裂缝发育规律及塌陷应力与位移场演化特征以串草圪旦煤矿6102工作面为研究对象,利用无人机航测查清了地表裂缝分布范围及规律,构建了FLAC3D数值模型并计算分析了采空区围岩应力及位移变化,将分析结果与无人机航测结果进行了相互验证。结果表明:(1)塌陷主要以地裂缝为表现形式,主要分布于矿区西北部及中西部。工作面发育2类地裂缝,一类为弧形阶梯式裂缝群,呈平行分布且以间隔5~20 m出现,大部分形成阶梯式高度为15~130 cm的错台,裂缝以3°~5°的偏角垂直工作面推进方向发育;另一类为直线型边缘裂缝带,拉张破坏严重,平行工作面外围呈带状发育,少数可展布于工作面内部,最外围裂缝至工作面的距离分别为38,53 m。(2)由于地下煤层开挖,采空区顶板出现明显的“马鞍状”拉应力集中区,且随着开挖的推进地表集中区拉应力先增大后减小,最大值为0.181 MPa;(3)采空区顶部完全垮塌,地表垂直位移最大值在采空区正中间,最大值约5.5 m;地表水平位移最大值位于采空区煤柱正上方,最大值1.93 m。(4)数值模拟计算的沉降量、裂缝角与无人机航测数据基本一致。研究成果可为煤层开采带来的生态环境问题解决方案提供参考依据。

基于FLAC 3D的断层对煤层回采的影响研究

为研究袁店一井煤矿五沟-杨柳断层对815工作面开采过程中围岩的影响,并确定防水煤柱的合理尺寸,采用FLAC 3D进行数值模拟,分析了815工作面在开采过程中断层对煤层工作面回采时围岩的影响及其工作面的竖向应力、剪切应力、位移的变化,判断在实际开采过程中可能出现的情况。结果表明:煤层在开挖过程中,沿着断层方向纵向应力场逐渐增大,随煤柱宽度减小,断层受采煤作用的影响愈加明显。在煤柱至断层方向,按照815工作面防隔水宽度理论计算结果留设120~135 m煤柱是合理可行的,可为实际工程提供可行性参考。

基于FLAC3D的钻孔扩孔前后应力分布特征研究

煤层的钻孔成孔技术一直是煤矿瓦斯抽采的重要内容。本文以新景矿井下钻孔为研究对象,利用FLAC3D技术模拟分析钻孔扩孔前后钻孔周边的应力分布特征,分析了顺层钻孔和穿层钻孔扩孔前后应力分布的规律和钻孔有效卸压的影响范围。结果表明,随着钻孔的施工,钻孔周边应力释放形成明显的应力区,钻孔扩孔后,顺层钻孔的有效卸压范围由0.8 m扩大至4 m,穿层钻孔的有效卸压范围由0.6 m扩大至3.8 m,有效提高了煤层的抽采效果。

基于FLAC3D的煤层底板采动破坏深度预测

煤层底板突水问题成为煤矿开采的一个重大的安全隐患,带压开采已成为深部煤炭资源开发的主要开采方式。以朱仙庄煤矿为例,研究了煤层底板突水问题,应用FLAC3D数值模拟方法预测煤层底板的采动破坏深度。通过经验公式法和数值模拟法计算,得出朱仙庄煤矿10煤层底板在采动后的最大破坏深度分别为26.4 m和26.2 m。结果表明,两种方法的预测值相近,验证了数值模拟的合理性。研究结果对提高矿井安全生产、预防突水灾害具有一定的理论和实践意义。The problem of water inrush from coal seam floor has become a major safety hazard in coal mining. Mining under pressure has become the main mining method for the development of deep coal resources. Taking Zhuxianzhuang Coal Mine as an example, the water inrush problem of coal seam floor is studied, and the mining failure depth of coal seam floor is predicted by FLAC3D numerical simulation method. Through the calculation of empirical formula method and numerical simulation method, it is concluded that the maximum failure depth of 10 coal seam floor in Zhuxianzhuang Coal Mine after mining is 26.4 m and 26.2 m respectively. The results show that the predicted values of the two methods are similar, which verifies the effectiveness of the numerical simulation. The research results have important theoretical and practical significance for improving mine safety production and preventing water inrush disasters.

基于遗传算法和FLAC 3D的隧道围岩参数反演研究

隧道围岩参数对于隧道工程的稳定性而言至关重要。传统参数确定方法耗时长、成本高,且难以反映围岩实际状况。研究提出一种基于遗传算法和FLAC 3D的隧道围岩参数反演方法,以提高参数反演的效率和准确性。遗传算法通过模拟自然选择和遗传机制,优化全局搜索过程,而FLAC 3D则利用其三维连续介质数值模拟功能,精确模拟岩土材料行为。通过西南某山区隧道工程案例分析,反演得到最优围岩力学参数,模拟结果与实测值的最大误差仅为1.98%,验证了方法的准确性。

FLAC3D在高速公路边坡稳定性评估中的应用

本文针对某高速公路边坡使用无人机摄影测量技术获取边坡DTM数据,通过ArcGIS软件制作边坡的三维数字地形模型,在FLAC3D软件中建立研究区域的网格模型,输入内摩擦角、黏聚力、体积模数、剪切模数等边坡试验数据参数,使用莫尔-库仑(Mohr-Coulomb)准则进行模拟,分析边坡的应力、应变分布情况,揭示出边坡受力、应变和移位分布等方面的情况。结果表明,现坡面总体稳定,但集中出现局部受力现象。本次研究为边坡的进一步加固和事故预防提供了科学依据。

基于FLAC 3D的隧道下穿对既有桥梁基础变形的影响研究

文章以某市隧道下穿铁路桥梁桩基础为工程依托,通过现场监测数据和FLAC3D软件数值模拟结果,研究不同埋置深度的桩基础受隧道开挖的影响程度,分析得出:67#桩基础埋深20.76m,隧道开挖过程中,桩基础沉降稳定在3.5mm,>3mm(预警值);66#桩基础埋深33.9m,桩顶沉降≤3mm;当盾构环数介于10~25,桩基础沉降增幅较大。针对以上结论建议工程中重点关注埋深较小的桩基础,调整施工时间,将桩基础沉降控制在预警值以下。

伊犁加朗普特滑坡灾变效应分析——基于FLAC 3D数值模拟

在对伊犁加朗普特滑坡野外勘察的基础上,确定其成因类型、形成机理及灾变过程。建立了基于主勘探线剖面的加朗普特斜坡地质力学模型,由坡底向上依次为第一、二、三、四级斜坡,运用FLAC 3D开展数值模拟,用摩尔库伦本构、Mohr-Coulomb模型收敛标准和强度折减法进行天然工况下斜坡的稳定性分析。计算结果显示:在天然工况下(考虑自重),加朗普特斜坡的稳定性系数为1.37,斜坡处于稳定状态。在降雨工况下,稳定性系数为0.98,斜坡处于不稳定状态。分别模拟斜坡在2种工况下从稳定阶段→失稳阶段→失稳破坏阶段的灾变过程,形成总位移、X方向位移、大主应力、小主应力、最大剪切应力、最大剪切应力应变增量和斜坡塑性区云图,重现了灾变过程,为准确认识灾变过程、减灾防灾及灾害评价提供参考。

3D打印技术辅助手术联合多元化围术期护理在胫骨平台患者加速康复护理中的应用

目的探讨3D打印技术模拟手术联合多元化围术期护理在胫骨平台骨折患者加速康复护理中的应用效果。方法将本院同一主诊组收治的83例胫骨平台骨折患者按是否采用3D打印技术辅助手术分为对照组(41例)和观察组(42例)。对照组采用常规围术期护理,观察组采用3D打印技术模拟手术联合多元化围术期护理,比较两组围术期手术相关指标、术中医护配合熟练度、干预前后焦虑自评量表(SAS)评分、疼痛程度、术后膝关节功能评分。结果观察组围术期手术相关指标、术中医护配合熟练度优于对照组;焦虑自评量表(SAS)评分、视觉模拟评分法(VAS)评分均较对照组更低,差异有统计学意义(P<0.05);术后膝关节功能评分量表(HSS)评分较对照组更高,差异有统计学意义(P<0.05)。结论3D打印技术辅助手术联合围术期的多元化快速康复干预能显著改善手术相关指标,减少手术应激创伤,减轻患者焦虑情绪,并提高膝关节功能,缩短住院时间,加速术后康复,效果优于常规围术期护理。

FLAC3D桩结构单元模拟抗滑桩参数取用探讨

FLAC3D桩(pile)结构单元具备模拟抗滑桩的潜力。桩结构单元参数众多,对桩结构单元主要参数进行了对比分析,为采用FLAC3D桩结构单元进行抗滑桩模拟提供参考。对比分析显示,桩结构单元的弹性模量对数值模拟结果基本无影响,耦合弹簧切向参数对抗滑桩加固边坡后的稳定系数影响甚微,对抗滑桩内力分布影响很小,而法向参数中黏聚力和摩擦角对抗滑桩模拟结果影响明显,参数取值越大,获得的边坡稳定性和抗滑桩最大剪力和最大弯矩均增加。在此基础上,基于传统的弹性地基梁法对比,给出了抗滑桩模拟时桩结构单元的参数取值建议。