本文關鍵詞：ANSYS三維彈塑性結構分析在地下工程圍巖穩(wěn)定性評價中的應用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 地下工程圍巖穩(wěn)定性研究無論是在理論研究還是在實際應用等方面都取得了重大進展。但由于研究對象的特殊性和復雜性，，目前還不能十分有效地防治重大工程安全事故的發(fā)生。因此，有必要對其進一步深入研究。 本文在對國內(nèi)外圍巖穩(wěn)定性評價研究現(xiàn)狀進行綜述的基礎上，扼要闡述了三維結構彈塑性有限元的基本原理，介紹了ANSYS程序結構及其彈塑性分析的基本過程。以某礦采空區(qū)圍巖穩(wěn)定性評價為例，建立了礦體開采的三維數(shù)值模擬模型，并使用有限元程序ANSYS 5.6版本對礦體深部開采過程中的地壓活動規(guī)律進行了三維彈塑性模擬。通過對計算所得的圍巖應力分布、塑性區(qū)范圍和+230m水平鋼筋混凝土隔離層單元變形情況進行分析，評價了采空區(qū)圍巖穩(wěn)定性。研究成果對地下工程結構穩(wěn)定性分析具有指導作用，并為相關領域的圍巖穩(wěn)定性評價工作提供參考。 主要結論如下： (1) 利用大型通用有限元程序ANSYS模擬地下巖土介質的開挖（采）過程是方便可行的。ANSYS強大的功能可以建立大型而復雜的三維模型和快捷地實現(xiàn)有限元網(wǎng)格的自動劃分、能夠確保計算的準確性以及方便地讀取分析結果。 (2) 有限元計算結果表明，在充填的情況下，采空區(qū)圍巖是安全的，但存在局部失穩(wěn)的可能。 (3) 有限元計算結果表明，三維計算模型邊界的取值是合適的。在水平面范圍內(nèi)受礦體開采影響較大的區(qū)域不超過150m。 (4) 礦床開采充填過程的ANSYS模擬結果表明，隨著開采深度的增加，在+230m水平鋼筋混凝土隔離層上的應力也進一步增大；當?shù)V體開采充填到+200m水平的時候，鋼筋混凝土隔離層上盤出現(xiàn)了大范圍的塑性區(qū)。 (5) 有限元計算結果顯示，隨著開采深度的增加，在采空區(qū)圍巖中應力的集中程度也進一步增加。應力集中程度較大的地方主要位于礦體的西北和東南端，預計在該部分采場地壓顯現(xiàn)比較劇烈。 (6) 數(shù)值模擬結果表明，在采用充填法充填采空區(qū)的情況下，+200m水平以下的開采活動對+230m水平鋼筋混凝土隔離層的影響不大，塑性區(qū)及應力的增加程度均不明顯。
【關鍵詞】：ANSYS 三維彈塑性分析 有限元法 圍巖穩(wěn)定性評價
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2002
【分類號】：TD325
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• 英文摘要5-9
• 1 緒論9-15
• 1．1 問題的提出9
• 1．2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動態(tài)9-13
• 1．2．1 穩(wěn)定性研究方法10-11
• 1．2．2 數(shù)值分析方法及程序11-13
• 1．2．3 穩(wěn)定性判據(jù)13
• 1．3 研究的目的、意義及擬定的研究內(nèi)容和方法13-15
• 1．3．1 研究的目的、意義13-14
• 1．3．2 擬定的研究內(nèi)容及方法14-15
• 2三 維地下結構彈塑性靜態(tài)分析有限元法15-24
• 2．1 引言15
• 2．2 Drucker-Prager屈服條件15
• 2．3 Drucker-Prager流動準則15-16
• 2．4 理想塑性材料彈塑性矩陣16-17
• 2．5 非線性方程組解法17-18
• 2．6 彈塑性有限元法18-24
• 2．6．1 彈塑性有限元法基本方程18-19
• 2．6．2 單元選擇矩陣[A]e19
• 2．6．3 形函數(shù)19-21
• 2．6．4 單元應力增量的確定21-24
• 3 ANSYS三維彈塑性結構靜態(tài)分析的基本過程24-32
• 3．1 有限元程序ANSYS簡介24-26
• 3．2 彈塑性結構靜態(tài)分析步驟綜述26-32
• 3．2．1 建模過程26-27
• 3．2．2 加載和求解27-30
• 3．2．3 考察結果30-32
• 4 某礦100號礦體開采過程的三維數(shù)值模擬32-58
• 4．1 礦區(qū)基本情況32-33
• 4．1．1 礦體產(chǎn)狀32
• 4．1．2 圍巖物理力學特征32
• 4．1．3 礦區(qū)水文地質特征32-33
• 4．1．4 礦體開采現(xiàn)狀及采礦方法33
• 4．2三 維有限元計算模型33-37
• 4．2．1 計算模型33-34
• 4．2．2 計算模型巖體力學參數(shù)34-35
• 4．2．3 模型邊界載荷的確定35-36
• 4．2．4 數(shù)值模擬計算步驟36-37
• 4．3三 維有限元計算結果及分析37
• 4．4 采空區(qū)圍巖穩(wěn)定性評價37-58
• 5 結論及建議58-60
• 5．1 結論58
• 5．2 建議58-60
• 致謝60-61
• 參考文獻61-62

【引證文獻】

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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3 殷鳳霞;大紅山銅礦435中段54-58盤區(qū)穩(wěn)定性研究[D];昆明理工大學;2009年

4 趙世成;大紅山鐵礦上部露天開采與下部地下開采的安全影響研究[D];昆明理工大學;2010年

5 吳世劍;引水隧洞及下覆采空區(qū)安全穩(wěn)定性研究[D];昆明理工大學;2009年

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7 黃黎冰;水閘閘室結構與地基力學作用機理數(shù)值分析[D];四川大學;2006年

8 卓志飛;深層攪拌樁復合地基沉降控制研究[D];暨南大學;2006年

9 黃井武;廣東沿海軟土地基上海堤穩(wěn)定性分析及優(yōu)化研究[D];暨南大學;2006年

10 李大旺;斷裂構造區(qū)域深井回采巷道錨桿支護技術研究[D];山東科技大學;2007年

  本文關鍵詞：ANSYS三維彈塑性結構分析在地下工程圍巖穩(wěn)定性評價中的應用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：321607