论文FLAC有限差分程序及其在矿山工程中的应用

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1、!"#$有限差分程序及其在矿山工程中的应用朱建明徐秉业朱峰任天贵（清华大学工程力学系·北京%&&&’(）（北京科技大学资源工程学院·北京%&&&’)）摘要本文在分析!"#$有限差分程序的基础上，提出了变弹模方法模拟时间因素对巷道围岩稳定影响的衰减曲线，并利用该曲线有效地模拟出巷道围岩（矿柱）塑性区随时间的扩展情况，为揭示巷道围岩变形机理和有效地指导围岩支护提供了有效地分析方法。关键词!"#$变弹模塑性区!"#$#%&’()#**"’$#(’+%’%(,-.’%’%/-%/’%--0’%/*+,-./01.023,4.0256*+,!602（768/9:160:;<=6>+/0.>?，@?

2、.02+,/A0.B69?.:5）C60@./02,.（C6?;,9>6?D02.0669.02E>+;;F，46.G.02A0.B69?.:5;.60>6/0H@6>+0;F;25）#1234563：4/?6H;0:+6/0/F5?.?;/5>/9B6;<.06;IJ5>+/02.026F/?:.>1;H,F6.?8,:;,:K@+68/869,?6?:+6>,9B6:;?.1,F/:6:+6>+/026;<:+68F/?:.>/96/;<1.0.028.FF

3、/9J5:+6:.16K@+6?696?6/9>+6?8,::+62;;H16:+;H?<;9:+6/0/F5?.?:+6H6<;91/:.;016>+/0.?1?/0H:+62,.FH.02?,88;9::6>+0.L,6?;IK789:;4<2：!"#$，$+/02.026F/?:.>1;H,F6，MF/?:.>/96/%前言限差分法代替了原先广泛使用的隐式有限元法。程序表%列出了目前已经开发出的有关岩土的大、中将计算区域内的介质划分为若干个二维单元，单元之型软件，其中!"#$是连续介质快速拉格朗日法分析间用节点相互连接。上述过程中，网格的划分与有限的英

4、文缩写（!/?:"/929/02./0#0/F5?.?;<$;0:.0,/），简元不同之处在于其网格分物理网格和数学网格且互为称!"#$程序。!"#$软件自问世以来，得到广大岩影射，所划分的网格只要有序也可具有不规则的形土工程计算者的推崇，主要是该软件应用了显式的有状。计算循环图如%所示。表%各种有限元软件功能对比表种类前处理后处理能否处理大变形是否非线性计算维数是否考虑时间因素影响是否适应岩土工程要求N#$M不好一般不能可以O7、)7可以适应NP"=一般一般不能可以O7不能适应!"#$好好可以可以O7、)7)7可以适应#"QPC好好可以可以O7、)7可以不适应#7RN#好好可以可以O7

5、、)7可以不适应!RN#"好好可以可以O7、)7可以适应!"#$程序可以模拟弹性模型、莫尔S库仑准室开挖、混凝土衬砌、锚杆或锚索设置、地下渗流则、应变强化和应变软化模型等T种材料；可以模等。程序含有交界面模型，程序可以利用交界面来拟不同加载条件下的地应力场生成、边坡或地下硐模拟断层和节理。U’中国矿业O&&&年第V卷第(期东边2&34、2&54停采边界的影响，其中西部已采区范围大，从而产生的应力集中系数较东部已采区产生的应力集中系数大，是典型的承压区采场。本次研究主要针对3、5、6号进路，其开采由西向东进行布置进路，由于该采场处于承压区，其回采单元基本上为!7&条进路，而没有采用常规无底

6、柱分段崩落采矿法常用的879进路为一个回采单图!!"#$"%#&"%法的计算循环元的方法，建立的数值计算模型如图&所示。模型的长度由3号进路到!3号进路之间的宽度决定，同时用户可以根据实际情况采用某一种材料模即!&4:，模型的高度根据圣维南原理，均取;4:。型，也可以定义若干个区域，赋予不同的材料模型（!）应力边界条件或者同种模型的不同参数值，来模拟复杂的地质情上述计算模型的应力边界条件不能是均匀加况。与有限元程序不同，"#$%程序可通过设定&载，因在实际回采过程中其进路不仅要承受邻近采个坐标点来设置锚杆单元，从而可较方便地设置混空区（东、西采空区）支承压力的影响，而且还要凝土衬砌和锚杆

7、，而不受网格节点的影响。同时承受退采时回采压力的影响，因此上述模型应力边"#$%程序具有良好的前后处理功能，专门设计了界条件正如图&所示应是变化的。一种类似批处理文件的算法语言，用于满足计算不同的岩土工程问题。’#()命令提供了几十种计算结果的图形输出，该命令提供许多还能随时控制图形输出的线条、大小、颜色、显示模式等多项功能，使图形的输出形象生动。地下矿山采场巷道变形大多具有明显的大变形和时效变形特征，因此在数值计算中必须有效地解决