本文關鍵詞：基于UDEC分析平臺的裂隙巖體滲流分析

  更多相關文章： 露天礦邊坡 裂隙巖體 滲流應力耦合 UDEC 邊坡穩(wěn)定性

【摘要】：隨著我國經濟的高速發(fā)展,露天礦的開采量日益增加。開采規(guī)模及深度的增加使得分析露天礦邊坡的穩(wěn)定性變得越來越復雜。裂隙巖體的水力特性及滲流-應力耦合一直是巖土工程界所關注的重點問題。由于巖體中裂隙的存在,降低了巖體自身的強度,在滲流作用下加劇了裂隙的擴展與貫通,加快了裂隙巖體邊坡的失穩(wěn)與破壞。由于工程開挖,改變了巖體內的應力分布,促使巖體發(fā)生變形破壞,變形破壞又導致裂隙中滲流場的改變,滲流場的變化反過來又進一步影響巖體的應力場,從而體現(xiàn)了應力場與滲流場之間的耦合關系。裂隙巖體應力場與滲流場的耦合作用直接影響和決定了露天礦邊坡工程的穩(wěn)定性、安全性及經濟性。本文首先闡述了裂隙巖體滲流的基本特征,介紹了裂隙巖體滲流-應力耦合的研究現(xiàn)狀及基本理論。其次分析了邊坡穩(wěn)定性的影響因素及影響程度,重點研究了裂隙節(jié)理的特性對邊坡的影響作用。其次以鞍千礦業(yè)許東溝采場二期東幫邊坡為研究背景,詳細地調查了礦區(qū)地質環(huán)境,然后借助三維巖體不接觸測量系統(tǒng)并應用節(jié)理聚類分析方法對結構面進行分析,得到邊坡結構面的分布情況。之后對邊坡巖體進行試驗,得到巖體的強度指標,并為數(shù)值模擬分析的參數(shù)選取提供依據。通過離散元軟件UDEC建立采場的簡化模型,充分利用軟件自身優(yōu)越的細化節(jié)理及裂隙的功能,考慮了實際工程中節(jié)理的貫通情況和裂隙填充物對結構面強度的折減作用,重點通過位移場、滲流場、應力場等方面分析在滲流耦合作用下裂隙的分布情況,滲流對邊坡穩(wěn)定性的影響程度及邊坡內部的變形規(guī)律及破壞機理。此外,對比研究耦合與非耦合算法對邊坡產生的不同影響。
【關鍵詞】：露天礦邊坡 裂隙巖體 滲流應力耦合 UDEC 邊坡穩(wěn)定性
【學位授予單位】：遼寧科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TD315
【目錄】：

• 中文摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 1. 緒論9-16
• 1.1 論文研究目的及意義9
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀9-14
• 1.2.1 單裂隙巖體滲流模型研究現(xiàn)狀9-11
• 1.2.2 裂隙巖體滲流與應力耦合研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.3 離散單元法發(fā)展13-14
• 1.3 本文的主要研究內容14-16
• 2. 裂隙巖體滲流應力耦合的基本理論16-24
• 2.1 滲流連續(xù)性方程的推導16-17
• 2.2 滲流立方定律的推導17-18
• 2.3 UDEC滲流-應力耦合18-23
• 2.3.1 UDEC耦合過程18-20
• 2.3.2 基本算法20-22
• 2.3.3 穩(wěn)態(tài)流動算法22
• 2.3.4 經驗算法——不可壓縮流體的非穩(wěn)定流態(tài)22-23
• 2.4 本章小結23-24
• 3. 結構面特征對裂隙巖體影響的分析24-31
• 3.1 數(shù)值模型及參數(shù)24-25
• 3.1.1 數(shù)值模型24
• 3.1.2 計算參數(shù)24-25
• 3.2 節(jié)理傾角對邊坡穩(wěn)定性影響的分析25-27
• 3.3 初始裂隙寬度對邊坡穩(wěn)定性影響的分析27-28
• 3.4 節(jié)理間距對邊坡穩(wěn)定性的分析28-30
• 3.5 本章小結30-31
• 4. 工程概況與數(shù)值模擬31-61
• 4.1 工程概況31-33
• 4.1.1 場地概況31
• 4.1.2 采場地質概況31-32
• 4.1.3 巖體地質調查與分析32-33
• 4.2 邊坡巖體統(tǒng)計型結構面測量與分析33-39
• 4.2.1 邊坡巖體三維不接觸測量與產狀聚類分析33-37
• 4.2.2 邊坡巖體節(jié)理間距和跡長的Jointmetrix3d分析37-38
• 4.2.3 節(jié)理密度與跡長的平面攝影法量測與分析38-39
• 4.3 巖體力學強度與變形參數(shù)研究39-44
• 4.3.1 巖石物理力學指標39-42
• 4.3.2 結構面物理力學指標42-44
• 4.4 UDEC模型的建立44-45
• 4.4.1 UDEC簡介44
• 4.4.2 露天礦采場開采模型的建立44-45
• 4.5 許東溝采場二期東幫邊坡滲流-應力耦合數(shù)值模擬45-60
• 4.5.1 初始應力狀態(tài)45-46
• 4.5.2 模擬開挖過程46-57
• 4.5.3 耦合與非耦合對比分析57-60
• 4.6 本章小結60-61
• 5. 結論與展望61-63
• 5.1 結論61
• 5.2 展望61-63
• 參考文獻63-66
• 致謝66-67
• 作者簡介67-68

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本文編號：1074119