锚固节理岩体等效力学参数三维离散元模拟 被引量：18

1

作者 程东幸 潘炜 +3 位作者 刘大安 冯树荣 郭华锋 丁恩保 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第12期2127-2132,共6页

节理岩体是工程边坡的重要研究对象,通过数值模拟(3DEC)的方法研究了加锚节理岩体的力学特性。以龙滩水电站左岸边坡的锚固设计为例,推导了边坡加锚节理岩体的等效力学参数,进行了岩石数值单轴压缩试验、直剪试验以及岩体结构面直剪试验... 节理岩体是工程边坡的重要研究对象,通过数值模拟(3DEC)的方法研究了加锚节理岩体的力学特性。以龙滩水电站左岸边坡的锚固设计为例,推导了边坡加锚节理岩体的等效力学参数,进行了岩石数值单轴压缩试验、直剪试验以及岩体结构面直剪试验,对数值试验的结果进行了误差分析和修正,确定出加锚节理岩体的等效力学参数为:岩石的变形模量、内摩擦角、内聚力不变,结构面的内摩擦角不变,内聚力由50 kPa提高到122 kPa。所得结论与采用物理试验的试验结果相符,验证了用数值模拟方法进行岩石力学试验的可行性和可靠性。 展开更多

关键词 节理岩体 等效力学参数 三维离散元 3dec 数值模拟

在线阅读 下载PDF 职称材料

岩质高边坡开挖变形的三维离散单元法分析 被引量：9

2

作者 孟国涛 徐卫亚 +1 位作者 郑文棠 石安池 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2007年第4期393-397,共5页

对一典型的反倾向层状结构岩质高边坡进行了非连续非线性三维数值模拟.数值模型中考虑了复杂的地质条件,同时模拟了进水口高边坡的控制性结构面和陡倾节理组,实现了边坡、引水隧洞的分步开挖及锚固.运用三维离散单元法(3DEC)进行了混合... 对一典型的反倾向层状结构岩质高边坡进行了非连续非线性三维数值模拟.数值模型中考虑了复杂的地质条件,同时模拟了进水口高边坡的控制性结构面和陡倾节理组,实现了边坡、引水隧洞的分步开挖及锚固.运用三维离散单元法(3DEC)进行了混合不连续和蜕化连续2种方式的求解,在比较不同求解方式所得计算位移的基础上,探讨了结构面对计算结果的影响,分析了进水口边坡在开挖、加固作用下的变形状况和稳定性. 展开更多

关键词 岩石力学 边坡工程 开挖 变形 三维离散单元法(3dec)

在线阅读 下载PDF 职称材料

三维离散元法在巷道涌水量预测中的应用 被引量：3

3

作者 张玉福 《金属矿山》 CAS 北大核心 2013年第12期123-126,共4页

对巷道涌水量预测方法进行研究,通过理论分析,探讨了离散元法在涌水量预测中应用的可行性,明确地给出了利用该数值方法进行涌水量预测的具体方法;采用3DEC程序进行二次开发实现了三维离散元法在涌水量预测中的工程应用。研究结果表明:... 对巷道涌水量预测方法进行研究,通过理论分析,探讨了离散元法在涌水量预测中应用的可行性,明确地给出了利用该数值方法进行涌水量预测的具体方法;采用3DEC程序进行二次开发实现了三维离散元法在涌水量预测中的工程应用。研究结果表明:基于渗流场与应力场耦合理论的3DEC离散元程序能够较为准确的进行开挖后巷道的涌水量的动态预测,其做为一种合理高效的涌水量预测数值方法,为类似工程提供了参考。 展开更多

关键词 金属矿山 涌水量 三维离散元 3dec

在线阅读 下载PDF 职称材料

应用离散元强度折减对复杂边坡进行稳定性分析 被引量：28

4

作者 宁宇 徐卫亚 郑文棠 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第S1期569-574,共6页

介绍了离散元(DEM)及强度折减法基本原理,利用3DEC软件结合强度折减法对某水电站高边坡进行稳定性分析。对岩体强度参数进行折减,以关键点位移与时间关系曲线发散时的折减系数作为边坡安全系数,根据位移矢量图确定滑面和破坏形态。通过... 介绍了离散元(DEM)及强度折减法基本原理,利用3DEC软件结合强度折减法对某水电站高边坡进行稳定性分析。对岩体强度参数进行折减,以关键点位移与时间关系曲线发散时的折减系数作为边坡安全系数,根据位移矢量图确定滑面和破坏形态。通过与Dijkstra极限平衡有限元法及Sarma法的计算结果对比,验证该方法的可靠性。在二维计算基础上建立并简化三维模型,模拟边坡三维应力场。结合工程关注区域的应力及位移趋势,采用3DEC中的辅助节理截取典型坡段单宽模型,在已有的三维应力场的基础上对其进行强度折减,弥补了二维强度折减未考虑三维应力场对边坡稳定性影响的不足,把握了工程重点及力学特性,为类似工程提供了一种合理高效的稳定性分析手段。 展开更多

关键词 岩质边坡 结构面 离散元 3dec 强度折减法 DIJKSTRA 辅助节理 三维应力场

在线阅读 下载PDF 职称材料

地下洞室群围岩稳定的离散元计算 被引量：39

5

作者 王涛 陈晓玲 于利宏 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第12期1936-1940,共5页

针对水电工程中的地下洞室群围岩稳定问题,采用三维离散元软件3DEC,首先对围岩可能出现的破坏类型进行了分析,然后建立计算模型,对随机结构面进行了模拟,最后计算出了开挖过程中可能出现的破坏块体。使用的方法和得出的结论对类似工程... 针对水电工程中的地下洞室群围岩稳定问题,采用三维离散元软件3DEC,首先对围岩可能出现的破坏类型进行了分析,然后建立计算模型,对随机结构面进行了模拟,最后计算出了开挖过程中可能出现的破坏块体。使用的方法和得出的结论对类似工程具有一定的参考意义。 展开更多

关键词 地下洞室 离散元 围岩稳定 3dec

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于3DEC的急倾斜薄煤层俯伪斜开采矿压模拟研究 被引量：11

6

作者 李宗福 曹树刚 +2 位作者 刘勇 周声才 杨红运 《矿业安全与环保》 北大核心 2017年第3期1-5,9,共6页

以逢春煤矿急倾斜薄煤层俯伪斜综合机械化开采为工程背景,采用3DEC离散元数值模拟方法,对不同煤层厚度、煤层倾角、顶板岩性条件下的覆岩垮落和支架受力变形规律进行模拟研究。数值分析结果表明,当煤层厚度较小、顶板较破碎或倾角较小时... 以逢春煤矿急倾斜薄煤层俯伪斜综合机械化开采为工程背景,采用3DEC离散元数值模拟方法,对不同煤层厚度、煤层倾角、顶板岩性条件下的覆岩垮落和支架受力变形规律进行模拟研究。数值分析结果表明,当煤层厚度较小、顶板较破碎或倾角较小时,采场顶板沿工作面倾斜方向的垂直应力、垂直位移和卸压拱高度较大,反之较小;支架工作阻力是工作面中部最大,上部次之,下部最小。根据数值模拟结果,研制出相应的液压支架并进行了工程应用,测试结果表明,支架工作阻力数值模拟结果与实测结果的误差在5.0%以内,该液压支架对急倾斜薄煤层俯伪斜工作面的适应性较好。 展开更多

关键词 急倾斜薄煤层 俯伪斜 综采工作面 3dec离散元 数值模拟 液压支架 工作阻力

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于离散元技术的陡倾顺层岩质斜坡动力响应FFT特征研究 被引量：2

7

作者 张帅 李龙起 +2 位作者 邓小雪 田美 张悦 《铁道建筑》 北大核心 2018年第7期92-96,共5页

以汶川地震中失稳的干磨房滑坡为例,经充分分析工点的地质情况,结合FFT变换和3DEC离散元技术,提出一种新的陡倾斜坡动力失稳响应和失稳模式的识别方法。结果表明:在相同地震荷载作用下,陡倾顺层硬岩斜坡坡体中上部出现显著破坏面,坡脚... 以汶川地震中失稳的干磨房滑坡为例,经充分分析工点的地质情况,结合FFT变换和3DEC离散元技术,提出一种新的陡倾斜坡动力失稳响应和失稳模式的识别方法。结果表明:在相同地震荷载作用下,陡倾顺层硬岩斜坡坡体中上部出现显著破坏面,坡脚无明显破坏;陡倾顺层软硬互层斜坡坡体中上部及坡脚均出现显著破坏面,破坏程度更严重;两类斜坡在同一水平高度处,由坡表向坡内一定范围内均出现显著破坏。研究成果有利于西南地区岩质斜坡失稳评价及机理分析。 展开更多

关键词 陡倾顺层岩质斜坡 动力响应 3dec离散元模拟技术 傅里叶频谱分析 失稳响应 失稳模式

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于3DEC的节理隧道施工稳定性分析 被引量：5

8

作者 佟显涛 《城市建筑》 2019年第32期135-137,共3页

隧道是围岩和支护组成的体系,合理的隧道设计应该充分考虑隧道的围岩条件。本文结合沪昆客专贵州段CKGZTJ-11标段光照隧道,根据隧道的总体设计,考虑节理影响,针对不同的隧道开挖方式,利用3DEC离散元计算程序进行动态开挖模拟,验证隧道... 隧道是围岩和支护组成的体系,合理的隧道设计应该充分考虑隧道的围岩条件。本文结合沪昆客专贵州段CKGZTJ-11标段光照隧道,根据隧道的总体设计,考虑节理影响,针对不同的隧道开挖方式,利用3DEC离散元计算程序进行动态开挖模拟,验证隧道在设计的衬砌结构支护条件和隧道的工程地质条件下,何种施工方法最为安全适用,为铁路隧道领域的三维数值模拟应用提供了理论基础和科研思路。 展开更多

关键词 隧道 节理 3dec 离散元 施工工法 数值模拟

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于精细三维地质建模的防渗帷幕优化设计研究

9

作者 黄小平 蒋志坚 +2 位作者 平扬 朱珍德 吴俊宇 《水道港口》 2024年第2期244-250,共7页

裂隙岩体渗流问题广泛存在于采矿、水利、边坡和地下工程之中,严重影响工程稳定性,给大坝防渗帷幕的设计带来了困扰。结合深汕水底山水库工程,针对重力坝绕坝裂隙岩体渗流问题,利用3DEC离散元数值模拟的方式,构建含裂隙网络的精细三维... 裂隙岩体渗流问题广泛存在于采矿、水利、边坡和地下工程之中,严重影响工程稳定性,给大坝防渗帷幕的设计带来了困扰。结合深汕水底山水库工程,针对重力坝绕坝裂隙岩体渗流问题,利用3DEC离散元数值模拟的方式,构建含裂隙网络的精细三维地质模型,对基于地勘信息的防渗帷幕初步设计方案进行岩体裂隙渗流分析,提出了右岸处防渗端界沿水平方向延伸以及左岸整体防渗墙深度向下延伸的建议。 展开更多

关键词 3dec离散元 裂隙网络 渗流分析 防渗帷幕

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于3DEC浅埋段隧道系统锚杆与定向锚杆支护的对比研究

10

作者 高亮 姜维亮 张福勇 《交通节能与环保》 2023年第S01期52-56,共5页

本研究针对鲁山浅埋隧道顶部围岩支护问题,使用3DEC数值模拟软件,通过进行隧道无锚杆支护试验,模拟隧道在无支护情况下的垮塌效果,设计了定向锚杆支护方案,对比分析两种支护方式的效果及安全性和经济性,结果表明,系统锚杆支护和定向锚... 本研究针对鲁山浅埋隧道顶部围岩支护问题,使用3DEC数值模拟软件,通过进行隧道无锚杆支护试验,模拟隧道在无支护情况下的垮塌效果,设计了定向锚杆支护方案,对比分析两种支护方式的效果及安全性和经济性,结果表明,系统锚杆支护和定向锚杆支护都能够有效减少隧道的垮塌,控制围岩的变形。此外,定向锚杆支护相较于系统锚杆支护,在资源利用、人力和财力成本方面具有明显的节省效益。综合考虑施工成本费用、时效性和安全性等因素,定向锚杆支护是一种可行且优化的浅埋段隧道支护方案。 展开更多

关键词 浅埋隧道 系统锚杆 定向锚杆 3dec 离散元 数值模拟

在线阅读 下载PDF 职称材料

综放开采顶煤放出规律三维数值模拟 被引量：73

11

作者 王家臣 魏立科 +1 位作者 张锦旺 李兆龙 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期1905-1911,共7页

综放开采中支架上方顶煤在矿山压力作用下破碎成散体,其力学特性与均质岩体相比有较大差异。基于离散元的三维颗粒流程序(PFC3D)能真实地反映顶煤放出过程,建立了综放开采顶煤放出的三维数值模拟模型,进行了不同采放比、放煤步距和放出... 综放开采中支架上方顶煤在矿山压力作用下破碎成散体,其力学特性与均质岩体相比有较大差异。基于离散元的三维颗粒流程序(PFC3D)能真实地反映顶煤放出过程,建立了综放开采顶煤放出的三维数值模拟模型,进行了不同采放比、放煤步距和放出体形态等的模拟。初始放煤过程中,顶煤颗粒会形成稳定的速度场及二次松散区域;顶煤放出体呈现出支架限定的类偏转椭球体,放出体轴偏角随放煤时间增大呈指数关系减小,放出体高度随放煤时间增大呈幂函数关系增大;顶煤放出体切割煤矸分界面所形成的漏斗面是一个中心轴朝采空区偏移的三维漏斗曲面;不同采放比与放煤步距下,顶煤采出率随工作面的推进呈现出典型的渐进稳定效应。 展开更多

关键词 综放开采 三维数值模拟 离散元方法 PFC3D 放出体

在线阅读 下载PDF 职称材料

不同形貌节理对应力波传播影响的数值模拟 被引量：4

12

作者 王卫华 严哲 +2 位作者 姜海涛 李坤 唐修 《爆破》 CSCD 北大核心 2017年第2期34-39,共6页

用3DEC离散元软件对一维正弦纵波在无节理有限长及有一节理有限长岩杆中的传播进行标定,确定建模的单元网格尺寸、边界条件等参数。然后对一维正弦纵波在含量化的不同粗糙度节理面的岩杆中传播进行数值模拟,探究应力波穿过不同形貌特征... 用3DEC离散元软件对一维正弦纵波在无节理有限长及有一节理有限长岩杆中的传播进行标定,确定建模的单元网格尺寸、边界条件等参数。然后对一维正弦纵波在含量化的不同粗糙度节理面的岩杆中传播进行数值模拟,探究应力波穿过不同形貌特征的节理时的透反射规律。分析模拟结果发现:节理面粗糙度JRC值相同,相对节理初始法向刚度不同时,随着刚度系数的增加,透射过节理面的应力波越多,在α<0.5时,透射系数值增加较快;在α>0.5时,透射系数值增加较慢,逐渐趋近于1。同一刚度系数α值下,随着节理粗糙度JRC值的增加,透射系数增大,当α>1.5时,透射系数趋于稳定。 展开更多

关键词 三维离散元程序(3dec) 应力波 节理面 透射系数

在线阅读 下载PDF 职称材料

露天转地下开采诱发高边坡滑移机制研究 被引量：21

13

作者 孙世国 郭炜晨 +2 位作者 刘文波 郭珮 董彦飞 《金属矿山》 CAS 北大核心 2015年第5期162-165,共4页

露天转地下开采过程中边坡稳定问题是矿山安全生产的关键技术和核心难题之一。以工程实例为基础,应用离散元数值模拟,选取合适的力学参数,运用3DEC、Matlab等软件系统,分析了地下开采对高大边坡稳定性的影响机制、滑移特点和后续变形发... 露天转地下开采过程中边坡稳定问题是矿山安全生产的关键技术和核心难题之一。以工程实例为基础,应用离散元数值模拟,选取合适的力学参数,运用3DEC、Matlab等软件系统,分析了地下开采对高大边坡稳定性的影响机制、滑移特点和后续变形发展趋势。研究结果表明:受露天与地下开采两者的复合采动作用的影响,滑移变形产生了叠加作用,地表的下沉曲线形成多个大小不同的下沉盆地,导致不同区域边坡岩体变形破坏程度也不同。根据数值模拟结果可知:地下采区的不同开采阶段诱发的移动角大小不同,开采厚度不同,上覆岩体的破坏程度也不同。所以,露天转地下开采中,边坡稳定性主要受到采空区处理方式和开采厚度等多重因素的影响;在边坡稳定性评价时,需要结合具体开采情况进行分析和评价。 展开更多

关键词 高陡边坡 露天转地下 离散元 3dec 边坡稳定

在线阅读 下载PDF 职称材料

岩石力学参数对TBM掘进速率的影响分析 被引量：11

14

作者 卢瑾 高捷 梅稚平 《水电能源科学》 北大核心 2010年第7期44-46,共3页

为分析岩石物理力学性质对全断面岩石掘进机(TBM)掘进速率的影响,根据南水北调西线工程中的围岩地质条件,利用三维离散元程序3DEC建立了TBM滚刀破岩三维仿真模型,分析了岩石力学参数不同时TBM掘进速率的变化规律,并用最小二乘法拟合了TB... 为分析岩石物理力学性质对全断面岩石掘进机(TBM)掘进速率的影响,根据南水北调西线工程中的围岩地质条件,利用三维离散元程序3DEC建立了TBM滚刀破岩三维仿真模型,分析了岩石力学参数不同时TBM掘进速率的变化规律,并用最小二乘法拟合了TBM掘进速率与岩石力学参数之间关系的直线图。结果表明,在一定范围内TBM掘进速率随岩石单轴抗压强度和弹性模量的增大而降低,随岩石泊松比的增大而增加,为南水北调西线工程引水隧洞TBM施工提供了数值依据。 展开更多

关键词 岩石力学参数 TBM施工 掘进速率 影响分析 Mechanical Parameters Rock Analysis 南水北调西线工程 岩石物理力学性质 全断面岩石掘进机 最小二乘法拟合 三维离散元程序 单轴抗压强度 引水隧洞 仿真模型 地质条件 弹性模量 变化规律 泊松比 线图

在线阅读 下载PDF 职称材料

节理走向对TBM掘进速率的影响分析 被引量：4

15

作者 吴继敏 卢瑾 《水电能源科学》 北大核心 2010年第8期103-105,共3页

为分析节理走向对全断面岩石掘进机(TBM)掘进速率的影响,基于南水北调西线工程中的围岩地质条件,采用三维离散元程序3DEC构建了TBM滚刀破岩三维仿真模型,分析了不同节理走向的TBM掘进速率的变化规律,并用最小二乘法拟合了TBM掘进速率与... 为分析节理走向对全断面岩石掘进机(TBM)掘进速率的影响,基于南水北调西线工程中的围岩地质条件,采用三维离散元程序3DEC构建了TBM滚刀破岩三维仿真模型,分析了不同节理走向的TBM掘进速率的变化规律,并用最小二乘法拟合了TBM掘进速率与节理走向间的直线图。实例计算结果表明,TBM掘进速率与节理走向存在规律性变化,可为分析南水北调西线工程施工监测提供依据。 展开更多

关键词 节理 TBM 掘进速率 影响分析 Analysis 南水北调西线工程 全断面岩石掘进机 最小二乘法拟合 三维离散元程序 三维仿真模型 施工监测 计算结果 变化规律 地质条件 性变 线图 围岩 破岩 滚刀 构建

在线阅读 下载PDF 职称材料

爆破漏斗形成过程数值模拟的几个关键问题 被引量：9

16

作者 周旺潇 严鹏 +3 位作者 郑炳旭 陈明 宋锦泉 李战军 《爆破》 CSCD 北大核心 2014年第3期15-22,共8页

合理准确地再现爆破漏斗的形成过程对爆破模拟及工程设计具有重要意义。通过设置人工节理,将模型进行预先离散,在离散元程序3DEC中实现了半无限介质中爆破模拟,包括从炮孔扩张、裂隙发展、岩块飞散到爆堆成型的全过程。讨论了爆炸荷载... 合理准确地再现爆破漏斗的形成过程对爆破模拟及工程设计具有重要意义。通过设置人工节理,将模型进行预先离散,在离散元程序3DEC中实现了半无限介质中爆破模拟,包括从炮孔扩张、裂隙发展、岩块飞散到爆堆成型的全过程。讨论了爆炸荷载简化、施加方式和离散方法等对岩石爆破破碎、抛掷及爆堆形成过程的影响。其中对人工节理的倾角和分布进行了重点研究,通过优化人工节理方向,使得模拟结果更符合实际。将爆破块度与岩体离散化结合,提出考虑爆破块度的3DEC人工离散方法,提高了模拟结果的精度。采用该模型与现场试验进行比较,模拟得到的漏斗底半径及深度与试验结果相符。并且该模型大幅度提高计算速度和计算稳定性,可广泛应用于生产实践中,为爆破设计提供参考。 展开更多

关键词 3dec 离散元 爆破漏斗 爆破块度

在线阅读 下载PDF 职称材料

以礼河四级电站复建工程地下厂房围岩稳定分析

17

作者 陆健健 金思慧 +1 位作者 钱军 程普 《云南水力发电》 2023年第5期30-35,共6页

根据以礼河地下厂房布置情况,结合洞室围岩地质条件,通过3DEC离散元软件建立数值分析模型。通过模拟地下厂房开挖过程,对比分析地下厂房在有、无支护条件下围岩位移、应力场及塑性区分布。结果表明,洞室周围围岩变形受围岩类别及断层影... 根据以礼河地下厂房布置情况,结合洞室围岩地质条件,通过3DEC离散元软件建立数值分析模型。通过模拟地下厂房开挖过程,对比分析地下厂房在有、无支护条件下围岩位移、应力场及塑性区分布。结果表明,洞室周围围岩变形受围岩类别及断层影响显著,Ⅲ类围岩位移及塑性区深度均小于Ⅳ类围岩,但Ⅲ类围岩更易出现应力集中及应力松弛;对围岩进行支护能有效减少围岩位移和塑性区深度,缓解应力松弛的情况。监测数据表明地下厂房整体已趋于稳定,采取的支护方案是安全有效的。 展开更多

关键词 地下厂房 围岩稳定 离散元 3dec

在线阅读 下载PDF 职称材料

锚杆支护对软岩巷道顶板稳定性的提升作用

18

作者 赵韦韦 《山西焦煤科技》 2018年第6期13-15,19,共4页

采用离散元软件3DEC建立了巷道开挖及工作面回采数值计算模型,模拟分析了软岩巷道开挖及工作面回采过程中锚杆支护对顶板稳定性的提升作用及锚杆受力状态。结果表明:巷道开挖过程中,锚杆支护对顶板稳定性的提升程度为66%,锚杆受到的拉... 采用离散元软件3DEC建立了巷道开挖及工作面回采数值计算模型,模拟分析了软岩巷道开挖及工作面回采过程中锚杆支护对顶板稳定性的提升作用及锚杆受力状态。结果表明:巷道开挖过程中,锚杆支护对顶板稳定性的提升程度为66%,锚杆受到的拉伸力较小;工作面回采过程中,锚杆支护对顶板稳定性的提升程度为16.2%,部分锚杆达到极限拉伸力并伴随部分锚杆产生较大变形,并以山西潞安慈林山煤矿巷道开挖为工程实践,验证了锚杆支护对顶板稳定性的提升作用。 展开更多

关键词 软岩巷道 锚杆支护 顶板稳定性 离散元理论 3dec数值模拟

在线阅读 下载PDF 职称材料