崩落法转充填法采矿地表移动二维离散元程序数值模拟及其规律验证

基于数字式全景钻孔摄像系统及现场统计对井下矿体及围岩进行了节理调查分析,利用Surpac建立了采空区三维模型并进行剖分,最终建立了二维离散元模型(UDEC),研究不同水平矿体开采时位移场的变化规律和采空区上覆岩层的冒落形式,记录并分析矿体开采过程中岩石移动角变化规律并进行了对比验证。研究结果表明:充填法开采-430^-500 m矿体时,采空区最大位移为205.6 cm,小于崩落法的215.2 cm;对比充填法和崩落法新副井沉降值和水平位移值发现,充填法地表倾斜率为0.56 mm/m,小于崩落法的1.22 mm/m,水平变形率为1.03 mm/m,小于崩落法的1.31 mm/m,对于控制新副井沉降和地表移动具有良好效果。在崩落法开采时覆岩移动存在一定间歇性和跳跃性,冒落过程中可能形成自稳平衡拱,从而形成隐伏采空区。根据实际监测与模拟结果对比,在同一水平开采时间较长时,移动角减小速率呈跳跃性非均匀变化,表现为缓慢变化-加速变化-缓慢变化-加速变化的循环过程,进一步验证了自稳平衡拱和隐伏采空区的存在。

考虑消落带岩体劣化影响的典型危岩岸坡稳定性研究

三峡库区周期性水位升降引起的消落带岩体劣化对典型危岩岸坡稳定性具有重大影响。基于野外调研及地勘资料,采用通用离散单元法程序(universal distinct element code,简称UDEC)研究了消落带劣化区形态对近水平层状高陡危岩岸坡的稳定性影响。研究表明:目前三峡库区巫山段的近水平层状危岩岸坡消落带岩体劣化严重,在不同消落带劣化区存在紧密层状、松散碎裂状、溶蚀凹腔状、含挤压碎裂带等典型消落带劣化区形态;含有第1种消落带劣化区形态的危岩岸坡稳定性较好,危岩体位移较小,失稳模式为滑移破坏;含有第2种消落带劣化区形态的危岩岸坡危岩体先向坡内偏移,其后随着消落带岩体支撑强度弱化向坡外倾倒破坏;含有第3种消落带劣化区形态的危岩岸坡危岩体向坡外位移较大,失稳模式为倾倒破坏;含有第4种消落带劣化区形态的危岩岸坡稳定性主要受挤压破碎带的力学性质控制,易产生沿破碎带切割面的旋转滑移破坏;通过对以上4种劣化区形态的危岩岸坡增加防治加固措施,危岩体的变形位移得到了不同程度的有效控制。

地震荷载作用下顺层岩体边坡变形特征分析

应用二维离散元程序UDEC计算了地震荷载作用下边坡的位移,并将计算结果与Newmark法计算结果及震后现场实测值进行了对比。结果表明,Newmark法计算得到的位移值较实测值偏小,离散元计算得到的位移结果较Newmark法更接近于实测值。在此基础上,初步分析了地震荷载作用下坡高、坡角、岩层倾角等因素对顺层岩体边坡位移的影响规律。由分析结果可知,地震荷载下顺层岩体边坡的位移并不随坡高增加而单调增大,在坡高约100 m时位移达到最大值,坡高超高100 m位移反而有所降低;当坡高超高200 m后,位移随坡高的变化幅度不大,顺层岩体边坡的位移随坡角增加而单调增大。随岩层倾角增加边坡位移明显增大;当岩层倾角大于层面内摩擦角时,随着岩层倾角的增大,边坡变形增长幅度明显增大。

金沙江特大桥桥基岸坡稳定性的离散元法数值模拟分析

应用离散元程序UDEC计算在桥梁荷载作用下,深切河谷顺层岩质岸坡的安全稳定性问题,通过不平衡力收敛性和位移速度时程曲线来确定UDEC时步的合适值,并结合加载情况下的岸坡模型试验结果进行比对,最终确定岸坡的模拟结果并对其稳定性进行评价。

贺西矿近距离煤层采空区下回采巷道布置优化

贺西矿3403工作面运输巷、尾巷与3号层工作面巷道内错1个巷道宽度,运输巷、尾巷局部地段破坏严重,返修率高,严重影响正常采掘衔接。通过现场观测、实验室试验、理论分析和计算机数值模拟相结合的方法,优化了贺西矿4号煤层工作面新掘巷道的位置。

云南某磷矿层状节理岩体矿柱参数优化设计中的数值分析应用

层状节理岩体其力学行为呈现显著各项异性,而节理岩体中的矿柱在无侧限状态下受节理作用影响显著,因此,矿柱参数的优化研究对保障采场的稳定显得尤为关键。文章以某磷矿典型层状节理岩体为研究对象,重点采用Flac3D有限差分软件和UDEC离散元法对层状岩体中不同矿柱倾角对采场围岩稳定性的影响展开研究,对评估层状岩体中不同矿柱倾角下的围岩稳定性具有重要意义。通过文章的相关分析,获得了采场矿柱的最优倾角和矿柱尺寸,实现了对采场冒落范围的预测分析,为采矿过程中矿柱参数的优化设计提供了有力证据,同时也为类似矿山采场结构参数的优化设计提供了更为科学的指导。

复杂边坡稳定性离散元模拟

利用离散元分析程序,现场采集岩土体的性能参数,对复杂边坡的应力场位移场和破坏特征进行数值模拟与分析。分析结果表明:回填土和断层对边坡稳定具有直接影响,硐室附近的竖向位移最大;回填土发生大面积剪切破坏概率大,断层附近产生拉应力导致坡顶丧失稳定性。