本文關(guān)鍵詞：FLAC3D斷層模擬中接觸面法與弱化法的研究及應(yīng)用

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【摘要】：論文以童亭礦Fx26斷層為工程背景,綜合運(yùn)用理論分析、數(shù)值模擬、實(shí)驗(yàn)研究等方法,總結(jié)歸納了FLAC3D數(shù)值模擬的原理及具體步驟,闡述了FLAC3D斷層模擬的方法、原理及注意事項(xiàng);通過實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)獲得了典型巖層的力學(xué)參數(shù),分析研究了斷層模擬中各項(xiàng)參數(shù)對(duì)斷層原巖應(yīng)力場(chǎng)的影響規(guī)律,提出了合理確定各項(xiàng)參數(shù)的方法;根據(jù)力學(xué)分析,推出了斷層發(fā)生粘滑時(shí)的運(yùn)動(dòng)表達(dá)式,采用接觸面法對(duì)工作面由上盤過斜交斷層展開研究,得到了區(qū)域應(yīng)力演化規(guī)律。主要取得如下創(chuàng)新成果:(1)總結(jié)得到FLAC3D數(shù)值模擬的具體步驟及有關(guān)注意事項(xiàng),完善了AutoCAD、ANSYS建立模型導(dǎo)入FLAC3D的 CAD—ANSYS—FLAC3D‖建模法及FLAC3D模擬結(jié)果導(dǎo)入Excel、Tecplot的數(shù)據(jù)處理方法,合理解決了操作過程中的巖層分組、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)輸出等關(guān)鍵問題。(2)研究獲得接觸面參數(shù)及弱化參數(shù)對(duì)斷層模擬的影響規(guī)律:隨著接觸面剛度的增加,端部應(yīng)力集中程度逐漸降低,內(nèi)聚力及內(nèi)摩擦角影響較小;隨著弱化參數(shù)的增大,集中程度逐漸降低,平衡速度隨著內(nèi)摩擦角的增大而加快,隨著內(nèi)聚力及模量的增大而降低,抗拉強(qiáng)度對(duì)斷層模擬幾乎沒有影響。(3)提出了較為科學(xué)合理的確定接觸面及弱化參數(shù)的方法:根據(jù)同一工程案例,應(yīng)力環(huán)境一定的原理,采用兩種斷層模擬方法進(jìn)行數(shù)值模擬,通過分析比較不同模擬方案下的模擬結(jié)果以確定相關(guān)參數(shù)。本章涉及案例中,接觸面剛度應(yīng)取周圍單元體最硬剛度的0.005倍,接觸面及弱化法內(nèi)摩擦角取泥巖內(nèi)摩擦角的一半,其余參數(shù)為泥巖相應(yīng)力學(xué)參數(shù)的1/20。(4)以前述研究成果為基礎(chǔ),模擬研究獲得工作面由上盤過斜交斷層時(shí)應(yīng)力演化規(guī)律:工作面支承壓力過斷層前逐漸增大、過斷層后降低并趨于穩(wěn)定;隨著工作面向斷層推進(jìn),端部應(yīng)力集中程度逐漸增大,待工作面通過相應(yīng)位置時(shí),應(yīng)力得到釋放逐漸降低,工作面過斷層時(shí),斷層易發(fā)生滑移失穩(wěn);垂直應(yīng)力沿工作面呈現(xiàn)出先降低、突然增大、再降低,最后增大并趨于穩(wěn)定的規(guī)律。
【關(guān)鍵詞】：FLAC3D 斷層 接觸面法 弱化法
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TD353
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-16
• 變量注釋表16-17
• 1 緒論17-27
• 1.1 研究背景及意義17-18
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀18-25
• 1.3 研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線25-27
• 2 FLAC~(3D)斷層模擬方法理論研究27-45
• 2.1 FLAC~(3D)數(shù)值計(jì)算原理27-31
• 2.2 FLAC~(3D)斷層模擬方法31-34
• 2.3 FLAC~(3D)斷層模擬步驟34-44
• 2.4 本章小結(jié)44-45
• 3 FLAC~(3D)斷層模擬方法數(shù)值分析45-61
• 3.1 圍巖力學(xué)參數(shù)測(cè)試45-48
• 3.2 接觸面參數(shù)對(duì)數(shù)值模擬的影響48-53
• 3.3 弱化參數(shù)對(duì)數(shù)值模擬的影響53-58
• 3.4 接觸面及弱化參數(shù)選取58-60
• 3.5 本章小結(jié)60-61
• 4 采動(dòng)影響下斷層失穩(wěn)及應(yīng)力演化規(guī)律61-70
• 4.1 應(yīng)力擾動(dòng)下的斷層滑動(dòng)61-63
• 4.2 工作面過斜交斷層數(shù)值模擬63-69
• 4.3 本章小結(jié)69-70
• 5 工程案例70-75
• 5.1 工程概況70
• 5.2 過斷層安全措施70
• 5.3 過斷層圍巖控制技術(shù)70-72
• 5.4 圍巖控制效果72-74
• 5.5 本章小結(jié)74-75
• 6 結(jié)論75-77
• 參考文獻(xiàn)77-82
• 作者簡(jiǎn)歷82-84
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集84

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本文編號(hào)：739643