FLAC3D数值模拟在采矿工程的应用.PDFVIP

FLAC3D数值模拟在采矿工程的应用 主要内容  FLAC3D软件简介  FLAC3D数值模拟在岩土工程的应用 FLAC3D简介  美国Itasca （依泰斯卡）咨询公司开发2D程序(1986)  1990年代初引入中国  有限差分法(FDM)  DOS版→2.0 →2.1 →3.0 FLAC3D简介  应用： 岩土力学/岩石力学分析，例矿体滑坡、煤矿开采沉陷预 测、水利枢纽岩体稳定性分析、采矿巷道稳定性研究等 岩土工程、采矿工程、水利工程、地质工程  特色： 大应变模拟  完全动态运动方程使得FLAC3D在模拟物理上的不稳定过 程不存在数值上的障碍 显示求解具有较快的非线性求解速度 FLAC3D简介 1 承受荷载能力与变形分析：用于边坡稳定和基础设计 2 渐进破坏与坍塌反演：用于硬岩采矿和隧道设计 3 断层构造的影响研究：用于采矿设计 4 施加于地质体锚索支护所提供的支护力研究：岩锚和土钉的 设计 5 排水和不排水加载条件下全饱和流体流动和孔隙压力扩散研 究：挡土墙结构的地下水流动和土体固结研究 6 粘性材料的蠕变特性：用于碳酸钾盐矿设计 7 陡滑面地质结构的动态加载：用于地震工程和矿山岩爆研究 8 爆炸荷载和振动的动态响应：用于隧道开挖和采矿活动 9 结构的地震感应：用于土坝设计 10 由于温度诱发荷载所导致的变形和结构的不稳定：高辐射 废料地下埋藏的性能评价 12 大变形材料分析：用于研究粮仓谷物流动及井巷和矿洞中 材料的总体流动 基本原理 建立FLAC计算模型，必须进行以 开 始 下三个方面的工作： 1. 有限差分网格 生成网格并调整网格的形状； 持续的运动和连续的物质属性； 2. 本构特性与材料性质 特定的边界条件和初始条件。 3. 边界条件与初始条件 到达平衡状态 完成上述工作后，可以获得模型 的初始平衡状态，也就是模拟开挖 效果是否符合要求 前的原岩应力状态。然后，进行工 程开挖或改变边界条件来进行工程 作如下改变： 开挖模型的物质属性 的响应分析。 改变边界条件 网格确定问题的几何尺寸；持续的 实施求解 运动和连续的物质属性决定了模型 的扰动（如由于开挖引起的变形） 效果是否符合要求 形式；边界条件和初始条件确定了 模型的初始状态（没有引起扰动或 参数是否调整 变形的状态）。 结 束 基本原理  有限差分法  Lagrangian网格  空间混合离散技术  Lagrangian格式动量平衡方程