本文關(guān)鍵詞：基于應(yīng)力邊界法厚大礦體采場結(jié)構(gòu)參數(shù)數(shù)值模擬優(yōu)化研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展,數(shù)值模擬仿真分析已廣泛用于巖土及地下工程的研究和設(shè)計(jì)中,其費(fèi)用比物理模型低,且能定量地計(jì)算和分析回采過程中采場圍巖中的應(yīng)力大小、位移變化規(guī)律和塑性區(qū)發(fā)展情況,確定它們每步回采的動態(tài)變化過程,從而對采場圍巖的穩(wěn)定性狀態(tài)作出判斷。 數(shù)值模擬的初始地應(yīng)力場是否與實(shí)際地應(yīng)力場吻合,是決定地下工程數(shù)值模擬是否成功的基本條件。雖然現(xiàn)場實(shí)測是提供地應(yīng)力資料最直接的方法,但是各測點(diǎn)的測量成果僅反映了測點(diǎn)局部應(yīng)力場特征,然而,在工程現(xiàn)場由于場地和經(jīng)費(fèi)等原因,不可能大面積進(jìn)行實(shí)測。本文以吳莊鐵礦為研究對象,完成的主要工作有: 1、對采場圍巖破壞機(jī)理及失穩(wěn)判據(jù)進(jìn)行了闡述,并對目前比較常用的圍巖強(qiáng)度判據(jù)、容許極限位移量以及塑性區(qū)的是否相互貫通三種判據(jù)進(jìn)行了分析。因?yàn)橛绊懖蓤鰢鷰r穩(wěn)定性的因素眾多,關(guān)系錯綜復(fù)雜,本文采用三種判據(jù)對采場圍巖穩(wěn)定性進(jìn)行綜合判斷。 2、根據(jù)工程區(qū)域內(nèi)有限的地應(yīng)力觀測值,并結(jié)合地形、地貌資料,采用了應(yīng)力邊界法對初始地應(yīng)力場進(jìn)行擬合。應(yīng)力邊界法為FLAC~(3d)模擬巖土工程的初始地應(yīng)力場提供了新的思路,即在形成初始地應(yīng)力場過程中,計(jì)算模型不設(shè)速度邊界條件,僅在模型表面根據(jù)地應(yīng)力觀測值施加應(yīng)力邊界條件并保持恒定。 3、在初始地應(yīng)力場計(jì)算過程中,分析了彈性一步求解法的不妥之處,本文提出了采用分階段彈塑性兩步驟求解法生成初始地應(yīng)力場。該方法在應(yīng)力初始化過程中具有很大的靈活性,得到的初始地應(yīng)力場也更符合現(xiàn)場實(shí)際。 4、通過上述數(shù)值模擬方法反演得到的初始地應(yīng)力場,對30種不同采場結(jié)構(gòu)參數(shù)方案進(jìn)行了大量的數(shù)值模擬計(jì)算,并對回采過程中采場圍巖應(yīng)力、位移變化規(guī)律及塑性區(qū)分布情況進(jìn)行了詳細(xì)的分析比較。 5、根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果,繪出了采場跨度與項(xiàng)板拉應(yīng)力之間、采場長度與項(xiàng)板拉應(yīng)力之間的關(guān)系曲線以及它們對項(xiàng)板巖層拉應(yīng)力的聯(lián)合影響曲面。研究結(jié)果表明:采場跨度對采場頂板巖層穩(wěn)定性的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于采場長度。采場頂板的暴露面積大小不是決定采場頂板巖層的穩(wěn)定性的惟一因素,頂板暴露面的形狀對頂板巖層穩(wěn)定性影響也很大。采用長條形頂板暴露面形狀,能提高采場生產(chǎn)能力和保證回采的安全性。因此,對于急傾斜厚大礦體提出了“大盤區(qū)、小跨度”的設(shè)計(jì)理念。
【關(guān)鍵詞】：應(yīng)力邊界法 分階段彈塑性求解法 暴露面形狀
【學(xué)位授予單位】：中南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：TD311
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-23
• 1.1 選題的目的和意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-19
• 1.2.1 采場結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化研究的方法12-15
• 1.2.2 國內(nèi)外地應(yīng)力研究現(xiàn)狀15-19
• 1.3 本文研究內(nèi)容、方法和思路19-23
• 1.3.1 主要研究內(nèi)容19-20
• 1.3.2 研究方法及思路20-23
• 第二章 圍巖破壞機(jī)理與失穩(wěn)判據(jù)23-35
• 2.1 概述23
• 2.2 圍巖破壞機(jī)理23-25
• 2.3 圍巖失穩(wěn)判據(jù)25-33
• 2.3.1 影響圍巖穩(wěn)定性的因素26-28
• 2.3.2 失穩(wěn)判據(jù)分析28-33
• 2.3.3 失穩(wěn)判據(jù)的綜合應(yīng)用33
• 2.4 本章小結(jié)33-35
• 第三章 采礦方法介紹35-47
• 3.1 地質(zhì)概況35-38
• 3.1.1 區(qū)域地質(zhì)35-36
• 3.1.2 礦床地質(zhì)36-38
• 3.2 開采技術(shù)條件分析38-40
• 3.2.1 水文地質(zhì)條件38
• 3.2.2 工程地質(zhì)條件38-40
• 3.3 采礦方法選擇40-41
• 3.4 分段空場嗣后充填采礦法41-44
• 3.4.1 盤區(qū)劃分及回采順序41-42
• 3.4.2 采場構(gòu)成要素42
• 3.4.3 采準(zhǔn)切割42-44
• 3.4.4 回采44
• 3.5 本章小結(jié)44-47
• 第四章 基于應(yīng)力邊界法擬合地應(yīng)力場47-57
• 4.1 概述47
• 4.2 地應(yīng)力的組成成分及影響因素47-53
• 4.2.1 地應(yīng)力的組成成分47-48
• 4.2.2 地應(yīng)力的影響因素48-53
• 4.3 初始地應(yīng)力場的確定方法53-54
• 4.4 應(yīng)力邊界地應(yīng)力場擬合法54-56
• 4.4.1 分階段彈塑性求解55-56
• 4.5 本章小結(jié)56-57
• 第五章 數(shù)值模擬計(jì)算57-69
• 5.1 FLAC~(3D)軟件的介紹57-58
• 5.2 選取計(jì)算方案與建立模型58-60
• 5.2.1 計(jì)算方案的選取58-59
• 5.2.2 計(jì)算模型的建立59-60
• 5.3 礦巖力學(xué)參數(shù)的確定60-61
• 5.4 計(jì)算區(qū)域內(nèi)地應(yīng)力擬合61-65
• 5.5 施加邊界條件65-66
• 5.6 模擬回采步驟66-67
• 5.7 本章小結(jié)67-69
• 第六章 計(jì)算結(jié)果分析及工程應(yīng)用69-81
• 6.1 計(jì)算結(jié)果分析69-79
• 6.1.1 應(yīng)力分布情況69-71
• 6.1.2 位移變化規(guī)律71-72
• 6.1.3 塑性區(qū)發(fā)展情況72-73
• 6.1.4 各方案計(jì)算結(jié)果比較73-79
• 6.2 工程應(yīng)用79
• 6.3 本章小結(jié)79-81
• 第七章 結(jié)論81-85
• 7.1 結(jié)論81-82
• 7.2 論文存在不足之處82-85
• 參考文獻(xiàn)85-91
• 致謝91-93
• 攻讀碩士學(xué)位期間主要研究成果93

【引證文獻(xiàn)】

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2 趙國彥;高潔;盧俊華;朱坤磊;;房柱交替上升式采場結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化研究[J];礦業(yè)研究與開發(fā);2012年02期

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5 盧俊華;房柱交替上升式充填采礦法及其工業(yè)應(yīng)用[D];中南大學(xué);2012年

6 趙智;高應(yīng)力礦山安全高效采礦技術(shù)應(yīng)用研究[D];武漢科技大學(xué);2012年

7 陳寧;云南臨滄某機(jī)場巖溶發(fā)育規(guī)律及地基穩(wěn)定性研究[D];成都理工大學(xué);2012年

8 甯瑜琳;深部緩傾斜薄礦體采場結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化及采動沉陷特性研究[D];中南大學(xué);2012年

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10 朱明;千家坪釩礦急傾斜厚大礦體采礦方法優(yōu)化研究[D];江西理工大學(xué);2012年

  本文關(guān)鍵詞：基于應(yīng)力邊界法厚大礦體采場結(jié)構(gòu)參數(shù)數(shù)值模擬優(yōu)化研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：342538