本文關(guān)鍵詞：ANSYS三維彈塑性結(jié)構(gòu)分析在地下工程圍巖穩(wěn)定性評(píng)價(jià)中的應(yīng)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(wú)論是在理論研究還是在實(shí)際應(yīng)用等方面都取得了重大進(jìn)展。但由于研究對(duì)象的特殊性和復(fù)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(duì)其進(jìn)一步深入研究。 本文在對(duì)國(guó)內(nèi)外圍巖穩(wěn)定性評(píng)價(jià)研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜述的基礎(chǔ)上，扼要闡述了三維結(jié)構(gòu)彈塑性有限元的基本原理，介紹了ANSYS程序結(jié)構(gòu)及其彈塑性分析的基本過(guò)程。以某礦采空區(qū)圍巖穩(wěn)定性評(píng)價(jià)為例，建立了礦體開(kāi)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(duì)礦體深部開(kāi)采過(guò)程中的地壓活動(dòng)規(guī)律進(jìn)行了三維彈塑性模擬。通過(guò)對(duì)計(jì)算所得的圍巖應(yīng)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(jìn)行分析，評(píng)價(jià)了采空區(qū)圍巖穩(wěn)定性。研究成果對(duì)地下工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析具有指導(dǎo)作用，并為相關(guān)領(lǐng)域的圍巖穩(wěn)定性評(píng)價(jià)工作提供參考。 主要結(jié)論如下： (1) 利用大型通用有限元程序ANSYS模擬地下巖土介質(zhì)的開(kāi)挖（采）過(guò)程是方便可行的。ANSYS強(qiáng)大的功能可以建立大型而復(fù)雜的三維模型和快捷地實(shí)現(xiàn)有限元網(wǎng)格的自動(dòng)劃分、能夠確保計(jì)算的準(zhǔn)確性以及方便地讀取分析結(jié)果。 (2) 有限元計(jì)算結(jié)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(jì)算結(jié)果表明，三維計(jì)算模型邊界的取值是合適的。在水平面范圍內(nèi)受礦體開(kāi)采影響較大的區(qū)域不超過(guò)150m。 (4) 礦床開(kāi)采充填過(guò)程的ANSYS模擬結(jié)果表明，隨著開(kāi)采深度的增加，在+230m水平鋼筋混凝土隔離層上的應(yīng)力也進(jìn)一步增大；當(dāng)?shù)V體開(kāi)采充填到+200m水平的時(shí)候，鋼筋混凝土隔離層上盤(pán)出現(xiàn)了大范圍的塑性區(qū)。 (5) 有限元計(jì)算結(jié)果顯示，隨著開(kāi)采深度的增加，在采空區(qū)圍巖中應(yīng)力的集中程度也進(jìn)一步增加。應(yīng)力集中程度較大的地方主要位于礦體的西北和東南端，預(yù)計(jì)在該部分采場(chǎng)地壓顯現(xiàn)比較劇烈。 (6) 數(shù)值模擬結(jié)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(kāi)采活動(dòng)對(duì)+230m水平鋼筋混凝土隔離層的影響不大，塑性區(qū)及應(yīng)力的增加程度均不明顯。
【關(guān)鍵詞】：ANSYS 三維彈塑性分析 有限元法 圍巖穩(wěn)定性評(píng)價(jià)
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2002
【分類號(hào)】：TD325
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• 英文摘要5-9
• 1 緒論9-15
• 1．1 問(wèn)題的提出9
• 1．2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動(dòng)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?jī)?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?jī)?nèi)容及方法14-15
• 2三 維地下結(jié)構(gòu)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(dòng)準(zhǔn)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(yīng)力增量的確定21-24
• 3 ANSYS三維彈塑性結(jié)構(gòu)靜態(tài)分析的基本過(guò)程24-32
• 3．1 有限元程序ANSYS簡(jiǎn)介24-26
• 3．2 彈塑性結(jié)構(gòu)靜態(tài)分析步驟綜述26-32
• 3．2．1 建模過(guò)程26-27
• 3．2．2 加載和求解27-30
• 3．2．3 考察結(jié)果30-32
• 4 某礦100號(hào)礦體開(kāi)采過(guò)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(xué)特征32
• 4．1．3 礦區(qū)水文地質(zhì)特征32-33
• 4．1．4 礦體開(kāi)采現(xiàn)狀及采礦方法33
• 4．2三 維有限元計(jì)算模型33-37
• 4．2．1 計(jì)算模型33-34
• 4．2．2 計(jì)算模型巖體力學(xué)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(jì)算步驟36-37
• 4．3三 維有限元計(jì)算結(jié)果及分析37
• 4．4 采空區(qū)圍巖穩(wěn)定性評(píng)價(jià)37-58
• 5 結(jié)論及建議58-60
• 5．1 結(jié)論58
• 5．2 建議58-60
• 致謝60-61
• 參考文獻(xiàn)61-62

【引證文獻(xiàn)】

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 薛志鵬;斷層活化導(dǎo)致井巷破壞的數(shù)值模擬分析[D];河南理工大學(xué);2010年

2 馮銳;銅坑礦中深孔爆破震動(dòng)下礦柱穩(wěn)定性研究[D];江西理工大學(xué);2010年

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

4 趙世成;大紅山鐵礦上部露天開(kāi)采與下部地下開(kāi)采的安全影響研究[D];昆明理工大學(xué);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(xué);2009年

6 張秉皓;某采空區(qū)對(duì)地表村莊的影響分析與研究[D];昆明理工大學(xué);2011年

7 黃黎冰;水閘閘室結(jié)構(gòu)與地基力學(xué)作用機(jī)理數(shù)值分析[D];四川大學(xué);2006年

8 卓志飛;深層攪拌樁復(fù)合地基沉降控制研究[D];暨南大學(xué);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(xué);2006年

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

  本文關(guān)鍵詞：ANSYS三維彈塑性結(jié)構(gòu)分析在地下工程圍巖穩(wěn)定性評(píng)價(jià)中的應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：321607