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基于颗粒流程序的仿真节理岩体模型及其应用

发布时间:2018-06-07 23:31

  本文选题:仿真节理岩体 + 颗粒流程序 ; 参考:《岩土工程学报》2017年03期


【摘要】:为实现采矿巷道周边节理网络的仿真模拟以及节理岩体中巷道的稳定性分析,构建了包含颗粒流块体模型、原生节理网络和次生节理网络的仿真节理岩体模型。针对岩体内部次生节理产状和面积不可准确测量的难题,提出了卸荷作用下次生节理产状和面积的计算方法:根据开挖前后应力张量变化计算卸荷方向,利用Fisher分布函数生成围绕在卸荷方向附近的随机节理产状;监测卸荷前后颗粒中储存能量的变化,计算节理面积和半径。通过布置测线方式获得巷道中原生节理密度和产状信息,利用Monte-Carlo方法实现对原生节理的重建;利用次生节理计算方法实现次生节理网络的建立,从而建立仿真节理网络以及仿真节理岩体模型。计算结果显示:无节理模型中顶板和底板先破坏,以张拉破坏为主;而在仿真节理岩体模型中节理部位最先破坏,原生节理以剪切破坏为主,次生节理以张拉破坏为主,在高应力作用下巷道周边基本全部破坏,需整体支护且重点在左右两帮。该计算方法可为节理岩体中巷道的稳定性计算提供参考及建议。
[Abstract]:In order to simulate the peripheral joint network of mining roadway and analyze the stability of roadway in jointed rock mass, the simulation rock mass model including particle flow block model, primary joint network and secondary joint network is constructed. In view of the difficult problem that the occurrence and area of secondary joints in rock mass can not be accurately measured, a method for calculating the occurrence and area of secondary joints under unloading is put forward: the unloading direction is calculated according to the stress Zhang Liang variation before and after excavation. Fisher distribution function is used to generate random joints around the unloading direction, to monitor the change of energy stored in particles before and after unloading, and to calculate the joint area and radius. The information on the density and occurrence of primary joints in roadway is obtained by laying out surveying lines, and the reconstruction of primary joints is realized by Monte-Carlo method, and the secondary joint network is established by using the calculation method of secondary joints. Thus the simulation joint network and the simulation joint rock mass model are established. The results show that the roof and floor are destroyed first, and the tensile failure is the main failure in the non-joint model, while in the simulation jointed rock mass model, the first joint is destroyed, the primary joint is shearing failure, and the secondary joint is tensioning failure. Under the action of high stress, the surrounding of roadway is destroyed completely, and the whole support is needed and the emphasis is on the left and right sides. The method can provide reference and suggestion for the stability calculation of roadway in jointed rock mass.
【作者单位】: 北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室;中铁第五勘察设计院集团有限公司;
【基金】:国家自然科学基金项目(51674015) 中央直属高校基本科研业务费项目(FRF-TP-14-036A1)
【分类号】:TU45

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本文编号:1993290

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