采矿作用下磨子岩山体应力场数值模拟

《采矿作用下磨子岩山体应力场数值模拟》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、采矿作用下磨子岩山体应力场数值模拟宋云梅SONGYun-mei；陈洪凯CHENHong-kai（重庆交通大学岩土工程研究所，重庆400074）（InstituteofGeotechnicalEngineering，ChongqingJiaotongUniversity，Chongqing400074，China）摘要：采矿活动是危岩崩塌灾害的主要诱发因素之一，本文以磨子岩iningactivitiesasoneofthemainfactorsinducingthecollapsedisasters,thispaperissimulatedbythefiniteele

2、mentpleofMoZiyanNo2perilousrocktoanalysistheeffectsonstressfieldunderthemining,andtorevealtheformationmechanismofdangerousrock.Thesimulationresultsshoiningactivities,aneed,thedirectionofstressisdeflectednearthefreeface,andstressissignificantlyconcentratedontheexcavationsurface;theeffec

3、tofstressfieldonthesteepanddangerousrockbodyismainlyreflectedintheminorprincipalstress,stresssignificantlyincreased;andmainstressofdangerousrockisnotchangesignificantly,theminorprincipalstressincreasesobviously,pressivestressisobviouslyreduced,andatrendofincreasingfromfreesurfacetoinsi

4、de;Thecracktipstressconcentrationintherearofperilousrock,ericalsimulationscientificallyprovethechangesonstressfieldofsteepcliffsandperilousrockundertheminingactivities.Theresultsarehelpfultofurtherrevealfailuremechanismofperilousrockatthemine..jyqkiningactivities；finiteelementnumerical

5、simulation中图分类号：P642.21文献标识码：A：1006-4311（2015）06-0005-040引言人类工程活动作为危岩崩塌灾害产生的主要诱发因素之一，应力场的变化直接反应了危岩崩塌灾害的形成过程，对危岩的形成机理研究具有直接的指导意义。陈洪凯和唐红梅建立了危岩稳定性的计算方法[1]，并且运用断裂力学方法研究了危岩主控结构面在临界条件下的疲劳断裂寿命[2]；姜克春利用数值模拟的方法，从应力场变化角度，对危岩链式规律发育的力学演绎过程进行了研究[3]；郑安兴等人运用扩展有限元方法，以重庆万州太白岩危岩为例，分析了危岩主控结构面的断裂扩展行为[4]；张

6、瑞刚针对压剪破坏型危岩，采用突变理论和功能理论对危岩突发性破坏机理进行了研究[5]；李明等人基于平面应变假定，采用有限元数值模拟软件对重庆洪崖洞危岩的发育过程进行了模拟计算[6]；王根龙等人针对塑流-拉裂式崩塌灾害，利用离散元模拟得到崩塌的变形破坏地质过程[7]。本文以重庆市合川区三汇镇磨子岩Pa，泊松比为0.25，在暴雨条件下，岩体的饱和容重为26.77kn/m3，施加位移边界约束条件，采用平面四节点四边形单元PLAN42将整个模型划分为2001个单元，划分单元后的有限元模型如图3所示。1.1初始状态下陡崖的应力场分布初始应力状态下，受构造运动及河流下蚀切割作用，

7、陡崖顶部裂隙发育，危岩体顶部与母岩脱离，裂隙张开宽度达120-450cm，陡崖内部岩体主应力矢量图如图4所示。由图可以看出：①数值模拟分析结果符合岩体内应力场的分布规律，即越靠近临空面，大主应力越接近平行于临空面，小主应力则与临空面正交，于表面处降为0，远离临空面，地应力逐渐恢复原始状态。②分析初始状态下的主应力分布规律可以看出，陡崖内部岩体主应力从危岩体位置向陡崖内部呈发散型分布。危岩体内主应力较小，大主应力从上到下逐渐减小，从内至外逐渐减小；而小主应力则呈现出从上至下逐渐减小，从内至外逐渐增大的规律。③在陡崖顶部，岩体受到拉应力，应力平行于临空面，故易产生张