基于Flac^(3D)软件对徐州市镇北铁矿地表沉降原因及规律研究

在熟知矿山区域地形地貌、矿体特征、开采现状、采空区分布情况等基础上,采用Flac^(3D)软件对地表沉降原因及规律进行分析,认为地表沉降是在断层及采空区群的综合影响下形成的。实际影响因素还包括地下水、采空区暴露面积及时间等,且靠近地表的岩层位移主要是受断层的影响较大,其次是受底部采空区群的影响,受单个采空区的影响很小。

基于Flac^(3D)的某矿山开采方案优选及应用

为保证某矿山安全、高效开采,根据该矿山矿体开采技术条件及矿岩物理力学性质,应用Flac^(3D)软件分别对4种开采方案不同采场结构参数进行数值模拟分析,结果表明:开采1235 m标高以上矿体时,采用采场矿房长40 m,矿房间留2 m连续间柱,顶、底柱2 m的采场结构参数效果最优;开采1235 m标高以下矿体时,采用充填采矿法最优;符合矿山“安全、高效、低成本、低贫损”的开采理念。研究成果可为该矿山的安全生产提供理论性指导。

高速公路软土地基沉降的FLAC^(3D)数值模拟

根据京津塘高速公路工程地质条件和处理方法建立模型,运用现场试验所获得的参数和FLAC3D程序对软土地基的变形进行了数值模拟,对地基沉降,尤其是路基表面沉降进行了分析．为了缩短沉降固结的计算时间,采用等效渗透系数,模拟结果与实际基本一致．

基于FLAC^(3D)的双排桩-锚杆复合支护结构稳定性分析

基坑开挖引起的坑壁侧移、基坑隆起、墙体破坏是工程重要灾害问题。因此,选择恰当的支护形式是确保工程安全、提高工程质量、降低工程造价的关键。本文以某广场基坑支护项目为例,采用双排桩-锚杆复合支护形式,通过现场原位测试获得土体各项物理参数,应用FLAC^(3D)有限差分软件模拟基坑开挖,得到各开挖深度下支护结构的水平位移变化规律,通过数值计算结果与工程监测数据对比分析,验证了数值模型的合理性,对基坑支护方案的优化具有一定的指导意义。

基于FLAC^3D模型的上向进路采场结构参数优化

针对玲珑金矿上向进路充填采矿法采场跨度过于保守导致的生产能力低、工人劳动强度高等问题,利用FLAC^3D软件对采场结构参数进行模拟优化,模拟结果表明:在当前的地质条件和技术条件下,采场的极限跨度为8 m,鉴于模拟的简化性和现场条件的复杂性,建议生产时采场的跨度不得超过6 m;开展工业试验,将采场跨度变更前后的技术经济指标进行对比,试验结果表明:跨度扩大到6 m后,损失率和贫化率明显降低,生产效率提高,断面扩大后引入大型凿岩钻孔设备,提高了机械化程度,减轻了工人的劳动强度。

FLAC^(3D)在矿井防治水中的应用

介绍了FLAC3D软件的基本特征、解析特点和本构模型,并以开滦东欢坨矿导水断裂带发育高度模拟计算为例阐述了其在地学领域中的应用.在分析研究区地质条件的基础上,确立了研究区的评价模型和模拟方案,模拟计算表明,研究区内煤8和煤9回采所形成的导水断裂带都会不同程度触及顶板砂岩裂隙含水层,因此应把防治水重点放在顶板砂岩裂隙含水层上.

基于FLAC^(3D)的边坡锚固效果及锚杆受力分析

锚杆支护是维护岩土边坡稳定的重要手段之一。结合南京某边坡工程实例,采用有限差分软件FLAC^(3D)对该边坡的稳定性进行分析,所得结果(处于不稳定状态及潜在滑动面)与实地勘查结果一致、与实际情况相符。进而对锚固后边坡的稳定状态及锚杆受力情况进行了分析,结果表明,全长黏结式锚杆对边坡滑动面有缝缀作用且改善了坡体的结构性,从而提高了边坡的整体稳定性。

基于FLAC3D软件对地震引发断层形变的研究

断层是一种分布极为广泛的构造形态,在许多构造环境中均有断层发育。它不仅是一个与构造地质学、地震学和地球动力学有关的重要地质现象,也与矿产资源的形成与分布、大型工程的基础稳定性、地震危险区划分等均有十分密切的联系。以模拟的简单断层体为例,运用计算公式由地震波数据计算出对应的应力,应用美国ITASCA公司开发的仿真计算软件FLAC^3D对相对的应力模拟出相对位移量,从有限差分的基本原理出发,力求更精确地预测出震后的断层位移量。

基于FLAC^(3D)模拟的硅灰石采场围岩变形特征探讨

以江西新余石竹山—樟木桥矿区硅灰石开采为例,利用FLAC^(3D)软件模拟硅灰石开采过程中的围岩变形破坏特征,根据开采过程中围岩应力,塑性变形破坏规律的模拟结果,提出巷道和采场支护的合理方案,以预防硅灰石开采时引起垮塌、突水等地质灾害,保障矿产资源安全高效的开采。

基于FLAC^(3D)的煤系地层覆盖下铝土矿采场结构参数优化研究

针对某铝土矿面临煤下铝资源开采的迫切需求,实现我国煤及煤下铝资源统筹兼顾、综合利用,利用FLAC^(3D)软件模拟采场结构参数不留护顶矿层和护顶,矿层厚度分别为0.5 m、0.4 m、0.3 m三种情况进行优化,结果表明:不留护顶矿层的情况下,切割上山巷道回采过程会造成上部顶板和巷道间矿柱发生较严重破坏,影响切割上山和下步回采的安全;0.5 m的护顶厚度,虽然能够有效控制顶板,避免大面积破坏,但局部仍有一定程度剪切、拉剪破坏,并且在退采阶段塑性区范围比较大。建议在原有采矿方法的基础上,护顶矿层厚度不得小于0.5 m的同时,回采时还应加强局部支护。

基于FLAC^(3d)数值模拟方法的杏山铁矿中段隔离矿柱稳定性分析

杏山铁矿深部开采中采用无底柱分段崩落法和分段凿岩阶段空场嗣后充填法联合开采,为了考察该开采方法的安全性和可行性,以及确定中段水平保安矿柱的合理厚度,采用FLAC^(3d)软件进行数值模拟研究。对模拟结果中塑性区和应力分布情况进行了详细分析。结果显示,-480 m以上矿体开采对下部中段隔离矿柱不会造成损伤,-560 m以上分段矿房回采结束后,下部中段隔离矿柱出现小范围的塑性区和拉应力集中,但塑性区未贯通,拉应力值小于岩体的抗拉强度。因此中段水平保安矿柱厚度在20 m时可以满足安全开采要求。

复杂矿坑FLAC^(3D)三维建模及其应用

随着工程建设的发展以及科学技术的进步,对工程的研究由传统的二维逐渐转向三维,计算机技术的成熟为复杂地质体的三维研究提供了可能性。通过建模软件建立矿坑三维模型,将模型导入FLAC^(3D)可以对模型进行三维应力和变形分析。基于CAD—3Dmine—Rhino—FLAC^(3D)的建模思路建立复杂矿坑的三维模型,避开了FLAC^(3D)前处理功能弱的缺点。预计在矿坑内部充填110 m高尾砂,在模拟尾砂分级加载的条件下,对矿坑进行三维应力和位移分析。

基于Flac^(3D)的露天转地下开采崩落岩石移动角的确定

某露天转地下开采矿山设计采用无底柱分段崩落采矿法开采。为保证矿山的安全生产,减少对地表周围地理和环境产生的影响,采用Flac^(3D)矿业软件,建立矿石回采模型,施加边界条件,分析回采空区弹塑性变化及岩石移动情况,圈定岩石移动范围,确定岩石移动角为65°。模拟结果可为矿山的深部开采与安全生产提供理论支撑。

基于FLAC^(3D)的某路段土石混填高路基边坡稳定性评价

路基边坡稳定性直接关系到公路交通的运行。本文首先对FLAC3D有限差分软件及计算方法进行了介绍;其次,采用FLAC3D软件对依托工程土石混填高路基边坡稳定性进行计算;最后,根据计算结果对其进行稳定性做出评价。本文的研究为同类问题的处理提供一定的依据。

串联式竖向双锚板抗拔性能数值分析

锚定板支挡结构是一种适用于填方边坡支挡的轻型支挡结构。为提高锚定板锚固系统的抗拔承载力,提出了串联式锚定板锚固系统。基于FLAC3D有限差分软件,建立了串联式竖向矩形双锚板与土相互作用的有限差分模型。探讨了前后锚板间距、锚板埋深、土体黏聚力及内摩擦角对锚固系统抗拔性能的影响。研究结果表明:为避免前后锚定板相互影响而降低锚固系统的承载能力,前后锚板的间距不得小于3倍锚板边长;当锚板埋深小于5倍锚板边长时,锚固系统的破坏模式为非对称破坏模式,呈现出浅埋锚板破坏特征;锚板埋设深度大于5倍锚板边长时,锚固系统的破坏模式为对称破坏模式,表现为深埋锚板破坏特性。提高锚定板周围土体的内摩擦角是提高锚固系统抗拔能力的有效途径。

钱营孜煤矿W3220工作面缩小F22正断层保护煤柱可行性研究

钱营孜煤矿W3_(2)20工作面开采的主采煤层为优质的工业用煤3_(2)煤,受四含水和F22正断层影响,为实现安全绿色开采,依据该面覆岩结构及水文地质资料,构建了数值分析模型,使用FLAC^(3D)软件对留设不同宽度的断层煤柱进行模拟。并依据“三下”开采规范计算及对模型竖向应力、竖向位移、塑性区云图的分析,综合得出安全煤岩柱留设宽度,同时结合安全开采的思路,对断层进行综合物探及富水性评价,进而为W3_(2)20工作面安全开采提供可行性支持。

地震荷载下饱和黄土高填方边坡稳定性研究

依托延安新区填沟造地工程,针对大规模填方工程可能形成的黄土高填方边坡采用FLAC^(3D)软件进行了稳定性分析,讨论了不同挖方坡度、填方坡度及结合面形式在不同工况下对黄土高填方边坡位移和安全系数的影响,并研究这些复杂因素对黄土高填方边坡稳定性影响的规律。研究结果表明:在地震工况下,随着挖方坡度的增大,其坡面总位移最大值随着坡度的增大而增大,但增幅不大,挖方坡度的大小对其位移的影响并不显著;而在饱和地震工况下,黄土高填方边坡的位移大小随填方坡度的增大而增大,但随着坡角的增大,饱和工况的影响效果逐渐减弱,表现为坡面最大位移的增幅相对于地震工况逐渐减小。

超近接上跨既有隧道施工影响分区及加固措施效果

为探明新建隧道施工的扰动影响范围以提出施工对策,从而保障既有隧道的安全运营,依托北京地铁新机场线上跨既有地铁10号线工程,采用FLAC^(3D)有限差分软件对不同埋深、净距下的既有隧道进行了施工仿真计算分析。基于既有隧道拱顶位移控制标准,即控制值2 mm和预警值1.4 mm,将扰动影响分域划分为强影响区、弱影响区和无影响区。根据施工影响分区及工程特点,提出了超前管幕和超前管幕+夹土注浆2种加固措施,并进行数值模拟分析。结果表明:超前管幕加固措施位移减小64.05%;超前管幕+夹土注浆加固措施位移减小70.23%。结合现场控制标准,近接施工采取超前管幕+夹土注浆加固措施能够保障新建隧道的施工安全性及既有隧道的运营安全。

厚松散层覆盖下逆冲断层倾角变化与采动活化响应模拟研究

断层存在下的煤矿开采容易引起煤矿覆岩破坏和地表沉陷等一系列问题,前人对厚松散层下逆断层倾角变化引起的应力变化与采动活化规律认识还较为有限。基于FLAC^(3D)数值模拟软件,以淮南煤田口孜东矿F1逆断层为研究对象,通过建立三维数值模型,系统研究了不同倾角逆断层下盘煤层逐步开采时,各断层带上应力的变化特征和断层滑移现象。研究结果表明,有断层一侧地表水平变形的峰值要小于没有断层的一侧,且其地表斜坡更加平缓。断层滑移变形与断层带上切向应力与法向应力的比值有关,断层倾角越小,断层越易发生滑移,断层倾角越大,断层滑移现象相对较弱,断层上部比断层下部更易活化滑移。在工作面向断层带推进时,断层活化过程可以分为初始平衡期、剪切滑移期、活化破坏期三个阶段。本文研究可为厚松散层覆盖区逆断层影响下的煤矿安全开采和防治提供重要依据。

强度折减法在Hoek-Brown准则中的应用

为了在Hoek-Brown准则中实施强度折减法,并使其得到的结果与Mohr-Coulomb准则中强度折减法得到的结果等效,首先,通过理论推导确定Hoek-Brown准则参数m,s,σci与粘结力c和内摩擦角φ之间的关系;然后,进一步得到在Hoek-Brown准则中实施强度折减法时,m,s和σci的折减系数以及它们之间的关系;最后,由FLAC3D软件建立计算模型,采用所确定的折减方法计算边坡的安全系数,并将该结果与Mohr-Coulomb准则得到的结果进行对比,结果表明:参数m,s和σci的折减系数须满足一定关系,强度折减法在Hoek-Brown准则和Mohr-Coulomb准则中得到的安全系数的差别为3.54%,差别微小,从而验证了所确定的折减方法的可靠性。