本文選題：數值模擬　切入點：有限差分方法(FDM)　出處：《中國地質大學(北京)》2016年碩士論文

【摘要】：隨著陡傾露天鐵礦開挖深度的逐步增加,在地表將形成高陡邊坡�？紤]到工程的穩(wěn)定性、經濟性、環(huán)保性,需要由露天開采轉入地下開采。露天轉地下開采的常規(guī)做法是無底柱分段崩落法,即從礦坑底部開始,自上而下分層開挖礦體。隨著開采層數的提高,礦坑邊坡的臨空面逐步擴大,邊坡巖體將會發(fā)生非連續(xù)、大變形、大位移的運動與破壞。因此為了確保工程的順利實施,必須對邊坡的變形破壞規(guī)律進行研究。本文首先闡明了有限差分方法(FDM)在預測露天轉地下開采誘發(fā)邊坡失穩(wěn)時的不足之處,其次提出一種基于有限差分方法的自適應網格重劃分的邊坡失穩(wěn)預測方法,最后將該方法付諸于工程實踐。本文的主要工作及成果如下:(1)露天轉地下開采誘發(fā)邊坡變形破壞特征研究。根據露天轉地下開采的特征,對邊坡破壞形式進行探討,進而指出使用有限差分方法在進行露天轉地下開采預測邊坡穩(wěn)定性的不足之處。(2)基于網格自適應重劃分的邊坡變形破壞預測方法。在采用FLAC~(3D)軟件計算過程中,如果節(jié)點位移過大,模型會出現(xiàn)畸形單元,此時數值計算不收斂,而且最大剪切應變增量帶發(fā)生貫通,表征邊坡破壞。通過開發(fā)相關算法及代碼,搜索并獲取畸形單元,進行網格重劃分,使單元的形狀能夠滿足數值計算的要求;為了保證計算的連續(xù)性,本文借助形函數,將網格重劃分前的物理場量傳遞至重劃分后的網格單元和節(jié)點上。(3)基于網格自適應重劃分的邊坡失穩(wěn)預測方法的應用實例研究。根據鞍山眼前山鐵礦的代表性地質剖面,利用ANSYS軟件構建三維地質模型,并將其導入FLAC~(3D)軟件中,進行數值模擬。當數值計算不收斂時,采用網格自適應重劃分邊坡變形破壞預測方法,實現(xiàn)滑坡模擬,再現(xiàn)了邊坡由穩(wěn)定到失穩(wěn)再到穩(wěn)定的動態(tài)發(fā)展過程。因此,該方法對有連續(xù)發(fā)生多次滑坡可能性的邊坡工程穩(wěn)定性分析具有借鑒意義。
[Abstract]:With the steep slope of open pit mine excavation depth increased gradually at the surface will form a high and steep slope. Considering the stability of engineering, economy, environmental protection, by open-pit mining to underground mining. The conventional practice of open pit and underground mining is sublevel caving method, namely from the mine pit bottom, top-down excavation with the increase of layers. Ore mining, surface mine slope gradually expanded, non continuous rock slope will occur large deformation, movement and failure of large displacement. So in order to ensure the smooth implementation of the project, it is necessary to study the rules of deformation and failure of slope. This paper illustrates the finite difference method (FDM) deficiency in the prediction of open-pit to underground mining induced slope instability, then proposed a slope based on the finite difference method of the adaptive remeshing instability prediction method, the method is put into In the engineering practice. The main work and results are as follows: (1) study on the failure characteristics of slope deformation induced by underground mining to open pit. According to the characteristics of open-pit to underground mining, discusses the failure form of slope, and then pointed out that the use of finite difference method in the prediction of deficiency of slope stability of open pit to underground mining (2). Deformation prediction method of slope based on grid adaptive remeshing. In the use of FLAC~ (3D) software in the process of calculation, if the node displacement is too large, the model will appear abnormal unit calculation does not converge at this point value, and the maximum shear strain increment took place through the characterization of slope failure. Through the development of related algorithms and code, search and access abnormal unit, remeshing of the element shape, can satisfy the requirements of numerical calculation; in order to ensure the continuity of the calculation, the shape function, the remeshing The grid node transfer unit and physical volume before to after partition. (3) application of prediction method of slope stability based on adaptive mesh remeshing. According to the Anshan Yanqianshan Iron Mine of the representative geological sections, 3D geological model was constructed by using ANSYS software, and the introduction of FLAC~ (3D) software in the numerical simulation. When the non convergence of the numerical calculation, the adaptive mesh remeshing of slope deformation prediction method, landslide simulation reproduces the slope from stability to instability and dynamic development process stable. Therefore, the method of continuous slope stability analysis of the landslide possibility repeatedly has reference significance.

【學位授予單位】：中國地質大學(北京)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TD861.1

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 柳小勝;宋嘉棟;肖木恩;;露天轉地下開采礦山延長露天采場服務年限的途徑[J];采礦技術;2006年01期

2 孟桂芳;;國內外露天轉地下開采現(xiàn)狀[J];中國有色金屬;2008年22期

3 孟桂芳;;國內外露天轉地下開采的發(fā)展現(xiàn)狀[J];化工礦物與加工;2009年04期

4 ;“十一五”國家科技支撐計劃課題“露天轉地下開采平穩(wěn)過渡關鍵技術研究”順利通過驗收[J];金屬礦山;2011年05期

5 王俊虎;;淺析露天轉地下開采技術[J];現(xiàn)代營銷(學苑版);2011年08期

6 ;露天轉地下開采平穩(wěn)過渡關鍵技術研究[J];中國冶金;2012年08期

7 ;中鋼集團馬鞍山礦山研究院有限公司“露天轉地下開采合理界線確定方法”獲國家發(fā)明專利權[J];現(xiàn)代礦業(yè);2013年03期

8 楊培章;周正濂;;露天轉地下開采時技術經濟指標的改善[J];世界采礦快報;1990年33期

9 ;《露天轉地下開采》簡介[J];有色金屬(礦山部分);1990年06期

10 章立才;露天轉地下開采的技術措施[J];金屬礦山;1994年09期

相關會議論文 前10條

1 王運敏;張欽禮;章林;;露天轉地下開采平穩(wěn)過渡關鍵技術研究展望[A];全國金屬礦山采礦新技術學術研討與技術交流會論文集[C];2007年

2 南世卿;劉海林;孫國權;;實測空區(qū)建模技術在露天轉地下開采礦山的應用[A];第八屆全國采礦學術會議論文集[C];2009年

3 池秀文;張海峰;;山東701礦露天轉地下開采[A];第八屆全國采礦學術會議論文集[C];2009年

4 高戰(zhàn)敏;遲淑萍;;上青礦露天轉地下開采平穩(wěn)過渡的借鑒意義[A];第五屆全國礦山采選技術進展報告會論文集[C];2006年

5 王運敏;汪為平;;露天轉地下開采平穩(wěn)過渡關鍵技術體系理論[A];2011年中國礦業(yè)科技大會論文集[C];2011年

6 楊旭;姜仁義;;某大型鐵礦露天轉地下開采總體技術方案論證[A];中國采選技術十年回顧與展望[C];2012年

7 姜定海;張玉偉;許婷婷;;魯南礦業(yè)露天轉地下開采境界頂柱合理厚度留取研究[A];魯冀晉瓊粵川遼七省金屬（冶金）學會第十九屆礦山學術交流會論文集（采礦技術卷）[C];2012年

8 王秀遠;;無底柱分段崩落法在尖山鐵礦露天轉地下開采中的應用[A];魯冀晉瓊粵川遼七省金屬（冶金）學會第十九屆礦山學術交流會論文集（采礦技術卷）[C];2012年

9 沈世榮;劉宇;;尖包包礦區(qū)露天轉地下開采地質工作的思考[A];魯冀晉瓊粵川遼七省金屬（冶金）學會第十九屆礦山學術交流會論文集（地質測量卷）[C];2012年

10 南世卿;趙興東;高瑞永;;露天轉地下開采境界礦柱穩(wěn)定性分析[A];2005中國鋼鐵年會論文集（第2卷）[C];2005年

相關重要報紙文章 前4條

1 記者 汪鑫;中鋼馬礦院露天轉地下開采合理界線確定方法獲發(fā)明專利[N];中國冶金報;2013年

2 劉春;首鋼礦業(yè)公司杏山采區(qū)露天轉地下開采項目通過評估[N];世界金屬導報;2007年

3 記者周軍;第一季度攀枝花重大項目完成投資17.4億元[N];中國冶金報;2010年

4 張秀雷;歸來莊產學研合作碩果累累[N];中國黃金報;2011年

相關博士學位論文 前4條

1 南世卿;露天轉地下開采境界頂柱穩(wěn)定性分析及采礦技術研究[D];東北大學;2008年

2 左治興;露天轉地下開采過程中高陡邊坡的穩(wěn)定性評價與控制技術研究[D];中南大學;2009年

3 蔣楠;露天轉地下開采邊坡爆破動力特性研究[D];中國地質大學;2013年

4 王立君;露天轉地下安全高效開采動態(tài)調控技術研究[D];東北大學;2012年

相關碩士學位論文 前10條

1 孫明志;黑山鐵礦露天轉地下高效開采技術研究[D];東北大學;2014年

2 張衍林;露天轉地下開采誘發(fā)邊坡變形破壞FDM自適應預測[D];中國地質大學(北京);2016年

3 周瑞龍;露天轉地下開采礦山高邊坡穩(wěn)定性預測研究[D];河北理工大學;2010年

4 江軍生;獲各琦銅礦露天轉地下開采開拓系統(tǒng)選擇研究[D];中南大學;2005年

5 章啟忠;大冶鐵礦深凹露天轉地下開采的幾個安全問題研究[D];武漢科技大學;2007年

6 尹華光;眼前山鐵礦露天轉地下開采穩(wěn)產過渡的研究[D];東北大學;2008年

7 謝盛青;黃麥嶺磷礦露天轉地下開采安全平穩(wěn)接替技術研究[D];中南大學;2011年

8 楊瑩輝;露天轉地下開采過程三維可視化仿真模型及穩(wěn)定性分析[D];青島理工大學;2010年

9 趙雪芳;露天轉地下開采對環(huán)境影響的研究[D];北方工業(yè)大學;2015年

10 高勇;露天轉地下開采邊坡穩(wěn)定性與防災減災技術研究[D];中南大學;2013年

，

本文編號：1666115