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学术讲座 采矿工程数值计算方法 采矿工程数值计算方法 ——FLAC建模技巧与工程应用 ——FLAC建模技巧与工程应用 主 讲: 王金安 教授 北京科技大学 数值方法分类 数值方法分类 连续介质方法 有限元、有限差分、边界元、无单元 非连续介质方法 离散元、颗粒元、流形元 提 纲 1. FLAC简介 2. FLAC理论基础 3. FLAC应用实例 4. FLAC建模方法 5. FLAC运用技巧 1. FLAC简介 1.1 FLAC特点 FLAC——Fast Lagrangian Analysis of Continua FLAC建立在拉格朗日算法基础上,采用有限差分显式算 法来获得模型全部运动方程(包括内变量)的时间步长解, 从而可以追踪材料的渐进破坏和垮落,这对研究采矿工程 设计是非常重要的。 FLAC适用模拟计算岩土材料力学行为,特别适合模拟大 变形和扭曲,包括材料的高度非线性(应变硬化/软化)、不 可逆剪切破坏和压密、粘弹(蠕变)、孔隙介质的应力—渗 流耦合、热—力耦合以及动力学问题等。 1.2 岩体力学本构模型 (1) 各向同性弹性材料模型; (2) 横观各向同性弹性材料模型; (3) 莫尔-库仑弹塑材料模型; (4) 应变软化/硬化塑性材料模型; (5) 双屈服塑性材料模型; (6) 遍布节理材料模型; (7) 空单元模型,可用来模拟岩体开挖和开采。 岩石应变软化/硬化模型 岩石 充填体 压力 P σ1-σ3 莫尔 库仑准则 - 加载路径 与应变软化 卸载路径 ε 体积应变 eV 断层模型 A 侧 N T 断层 S k k s n M P 单元 LN B 侧 1.3 支护构件与本构模型 (1) 杆单元模型; (2) 梁模型; (3) 桩模型; (4) 群支架模型。 预应力砂浆锚杆的模拟体系 自由段 锚固段
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