FLAC 3D 中錨桿拉、剪破斷力學模型二次開發(fā)及應用
發(fā)布時間：2021-04-05 03:49
為彌補FLAC3D中錨桿拉伸破斷原始模型以任意錨桿單元節(jié)點塑性拉應變?yōu)槠茢嗯袆e標準的缺陷以及解決程序無法實現(xiàn)錨桿剪切破斷的問題,本文基于PILE錨桿結構單元,依據(jù)實驗室數(shù)據(jù),提出新的拉、剪破壞準則,對原有拉、剪力學模型進行修正,建立拉、剪破斷修正力學模型,并采用Fish編程語言二次開發(fā),將修正模型嵌入到FLAC3D主程序中。分別采用錨桿拉、剪試驗驗證拉、剪破斷修正力學模型的合理性,并分析了兩種修正模型各自的工程適用性與可靠性,主要研究成果如下:（1）為進一步完善拉伸破斷原始力學模型,建立以錨桿自由段整體伸長率為破斷判別標準的拉伸破斷修正力學模型,當自由段伸長率大于或等于錨桿破斷伸長率時,構成錨桿自由段伸長量最大的結構單元發(fā)生破斷;建立以剪力為破斷判別標準的剪切破斷修正力學模型,當桿體剪力大于或等于錨桿極限抗剪載荷時,錨桿發(fā)生剪切破斷。（2）錨桿桿體拉伸試驗中,拉伸破斷原始模型桿體伸長率為預設破斷伸長率的51.5%時,桿體過早發(fā)生破斷,而拉伸破斷修正模型桿體伸長率達到預設破斷伸長率時發(fā)生拉伸破斷,結果更加符合實際;錨桿桿體剪切試驗中,剪切原始模...
【文章來源】：中國礦業(yè)大學江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：90 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
采礦工程中破斷的錨桿[9-11]
Surrounding Rock Deformation and Bolt Final State）巷道開挖過程一步完成，開挖后立即安裝錨桿，然后噴射 100mm 厚度混凝土。當軟件計算平衡時，即最大不平衡力比率小于 1.0 10-5，對計算結果進行統(tǒng)計，并對修正及原始力學模型計算平衡時的錨桿桿體軸力分布、錨桿單元最終狀態(tài)、圍巖位移及噴層受力進行對比分析。修正模型及原始模型計算平衡時錨桿軸力分布及錨桿結構單元最終狀態(tài)分別見圖 4-3 和圖 4-4。從圖 4-3 可以看出，修正模型破斷了 4 根錨桿，分別為第 1、2、14 和 15 根錨桿，且破斷錨桿均位于巷道幫部，其余未破斷錨桿自由段軸力均達到抗拉載荷 297kN；原始模型錨桿全部發(fā)生破斷，自由段軸力均接近 0，錨固段軸力最大值發(fā)生在幫部錨桿，為 262kN。圖 4-4 中伸長量較大的結構單元為破斷單元，由此可知，修正模型和原始模型第 2 根和第 14 根錨桿桿體破壞均發(fā)生在自由段與錨固段交界面處的自由段位置；修正模型第 1 根和第 15 根錨桿以及原始模型除第 2 根和第 14 根之外的其余錨桿桿體破斷位置均發(fā)生在自由段端頭靠近托盤處。
（a）修正模型 （b）原始模型圖 4-4 錨桿單元最終狀態(tài)分布Figure 4-4 Final state distribution of PILE elements修正模型及原始模型計算平衡時的圍巖水平及豎向位移云圖分別見圖4-5和圖 4-6。從圖 4-5 和圖 4-6 可以看出，修正模型圍巖最大水平及垂直位移分別為395mm 和 298mm，而原始模型圍巖最大水平及垂直位移分別為 428mm 和 332mm，原始模型較修正模型變形強烈，這是由于原始模型錨桿全部破斷導致的。（a）修正模型 （b）原始模型圖 4-5 圍巖水平位移云圖(單位：m)Figure 4-5 Horizontal displacement contours of surrounding rock(unit：m)
【參考文獻】：
期刊論文
[1]FLAC3D中錨桿剪切破斷失效的實現(xiàn)及應用[J]. 宋遠霸,閆帥,柏建彪,郝勝鵬,陳勇. 巖石力學與工程學報. 2017(08)
[2]FLAC3D可破斷錨桿單元完善及深部煤巷應用[J]. 楊寧,李為騰,玄超,張玉華,李大勇,李廷春,王剛. 采礦與安全工程學報. 2017(02)
[3]耿村煤礦特厚煤層巷道錨桿破斷原因分析及對策[J]. 劉棟梁,彭青陽,王鵬. 煤. 2016(12)
[4]拉剪作用下節(jié)理巖體錨固力學分析模型[J]. 李育宗,劉才華. 巖石力學與工程學報. 2016(12)
[5]FLAC3D中爆破震動下錨桿軸力損失的修正及應用[J]. 劉少虹. 煤炭學報. 2016(11)
[6]我國煤礦巷道錨桿支護技術發(fā)展60年及展望[J]. 康紅普. 中國礦業(yè)大學學報. 2016(06)
[7]基于ANSYS的錨桿尾部受偏心載荷作用破斷機理分析[J]. 江魏,李英明,江帆. 煤礦安全. 2016(10)
[8]深部高應力巷道錨桿脆塑性破斷機理研究[J]. 張國杰,王衛(wèi)軍. 中州煤炭. 2016(08)
[9]錨桿側向沖擊載荷下動力響應及抗沖擊機理[J]. 付玉凱,吳擁政,鞠文君,何杰. 煤炭學報. 2016(07)
[10]讓壓錨桿在大變形隧道支護應用中試驗研究[J]. 張彪,張志強,汪波,周立. 巖土力學. 2016(07)
碩士論文
[1]錨桿桿體的受力狀態(tài)及支護作用研究[D]. 吳擁政.煤炭科學研究總院 2009
本文編號：3119078
【文章來源】：中國礦業(yè)大學江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：90 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
采礦工程中破斷的錨桿[9-11]
Surrounding Rock Deformation and Bolt Final State）巷道開挖過程一步完成，開挖后立即安裝錨桿，然后噴射 100mm 厚度混凝土。當軟件計算平衡時，即最大不平衡力比率小于 1.0 10-5，對計算結果進行統(tǒng)計，并對修正及原始力學模型計算平衡時的錨桿桿體軸力分布、錨桿單元最終狀態(tài)、圍巖位移及噴層受力進行對比分析。修正模型及原始模型計算平衡時錨桿軸力分布及錨桿結構單元最終狀態(tài)分別見圖 4-3 和圖 4-4。從圖 4-3 可以看出，修正模型破斷了 4 根錨桿，分別為第 1、2、14 和 15 根錨桿，且破斷錨桿均位于巷道幫部，其余未破斷錨桿自由段軸力均達到抗拉載荷 297kN；原始模型錨桿全部發(fā)生破斷，自由段軸力均接近 0，錨固段軸力最大值發(fā)生在幫部錨桿，為 262kN。圖 4-4 中伸長量較大的結構單元為破斷單元，由此可知，修正模型和原始模型第 2 根和第 14 根錨桿桿體破壞均發(fā)生在自由段與錨固段交界面處的自由段位置；修正模型第 1 根和第 15 根錨桿以及原始模型除第 2 根和第 14 根之外的其余錨桿桿體破斷位置均發(fā)生在自由段端頭靠近托盤處。
（a）修正模型 （b）原始模型圖 4-4 錨桿單元最終狀態(tài)分布Figure 4-4 Final state distribution of PILE elements修正模型及原始模型計算平衡時的圍巖水平及豎向位移云圖分別見圖4-5和圖 4-6。從圖 4-5 和圖 4-6 可以看出，修正模型圍巖最大水平及垂直位移分別為395mm 和 298mm，而原始模型圍巖最大水平及垂直位移分別為 428mm 和 332mm，原始模型較修正模型變形強烈，這是由于原始模型錨桿全部破斷導致的。（a）修正模型 （b）原始模型圖 4-5 圍巖水平位移云圖(單位：m)Figure 4-5 Horizontal displacement contours of surrounding rock(unit：m)
【參考文獻】：
期刊論文
[1]FLAC3D中錨桿剪切破斷失效的實現(xiàn)及應用[J]. 宋遠霸,閆帥,柏建彪,郝勝鵬,陳勇. 巖石力學與工程學報. 2017(08)
[2]FLAC3D可破斷錨桿單元完善及深部煤巷應用[J]. 楊寧,李為騰,玄超,張玉華,李大勇,李廷春,王剛. 采礦與安全工程學報. 2017(02)
[3]耿村煤礦特厚煤層巷道錨桿破斷原因分析及對策[J]. 劉棟梁,彭青陽,王鵬. 煤. 2016(12)
[4]拉剪作用下節(jié)理巖體錨固力學分析模型[J]. 李育宗,劉才華. 巖石力學與工程學報. 2016(12)
[5]FLAC3D中爆破震動下錨桿軸力損失的修正及應用[J]. 劉少虹. 煤炭學報. 2016(11)
[6]我國煤礦巷道錨桿支護技術發(fā)展60年及展望[J]. 康紅普. 中國礦業(yè)大學學報. 2016(06)
[7]基于ANSYS的錨桿尾部受偏心載荷作用破斷機理分析[J]. 江魏,李英明,江帆. 煤礦安全. 2016(10)
[8]深部高應力巷道錨桿脆塑性破斷機理研究[J]. 張國杰,王衛(wèi)軍. 中州煤炭. 2016(08)
[9]錨桿側向沖擊載荷下動力響應及抗沖擊機理[J]. 付玉凱,吳擁政,鞠文君,何杰. 煤炭學報. 2016(07)
[10]讓壓錨桿在大變形隧道支護應用中試驗研究[J]. 張彪,張志強,汪波,周立. 巖土力學. 2016(07)
碩士論文
[1]錨桿桿體的受力狀態(tài)及支護作用研究[D]. 吳擁政.煤炭科學研究總院 2009
本文編號：3119078
本文鏈接：http://sikaile.net/kejilunwen/kuangye/3119078.html
最近更新
教材專著
