基于边界元的煤岩体稳定分析

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1、中国矿业大学本科生毕业论文学院：力学与建筑工程学院专业：工程力学论文题目：基于边界元的煤岩体稳定性分析二○一三年六月徐州中国矿业大学毕业论文任务书学院力学与建筑工程学院专业年级工程力学09学生姓名金红全任务下达日期：年月日毕业论文日期：2013年2月25日至2013年6月16日毕业论文题目：基于边界元的煤岩体稳定性分析毕业论文主要内容和要求：设计要求：院长签字：指导教师签字：中国矿业大学毕业论文指导教师评阅书指导教师评语（①基础理论及基本技能的掌握；②独立解决实际问题的能力；③研究内容的理论依据和技术方法；④取得的主要成果及创新点；⑤工作态度及工作量；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同

2、意答辩等）：成绩：指导教师签字：年月日中国矿业大学毕业论文评阅教师评阅书评阅教师评语（①选题的意义；②基础理论及基本技能的掌握；③综合运用所学知识解决实际问题的能力；③工作量的大小；④取得的主要成果及创新点；⑤写作的规范程度；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）：成绩：评阅教师签字：年月日中国矿业大学毕业论文评阅教师评阅书评阅教师评语（①选题的意义；②基础理论及基本技能的掌握；③综合运用所学知识解决实际问题的能力；③工作量的大小；④取得的主要成果及创新点；⑤写作的规范程度；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）：成绩：评阅教师签字：年月日中国矿业大学毕业论文答辩及

3、综合成绩答辩情况提出问题回答问题正确基本正确有一般性错误有原则性错误没有回答答辩委员会评语及建议成绩：答辩委员会主任签字：年月日学院领导小组综合评定成绩：学院领导小组负责人：年月日摘要在数学模拟方法中，以往只有“有限元方法”可以灵活的处理煤岩体复杂的非线性性状及地质的不连续性。近十余年来，边界元法已有很大发展，提供了求解煤岩体力学问题的另一种数值方法，无论是处理复杂的非线性因素，边界元法都具有它的特色，是一种简单而效率高的数值方法。煤层巷道的稳定性受地应力影响极大，分析不同地应力分布情况下煤岩巷道的稳定性对煤炭开采具有较大的工程意义和指导作用。本文首先介绍了边界元的发展及基本原理，随后采用边界

4、元算法，计算了不同地应力分布情况下煤岩巷道的位移场、应力场分布及其演化规律。计算表明在地应力与水平方向呈45°时，巷道变形较为明显，容易失稳，因此，在实际开挖时，应尽量避免45°角方向开挖深部煤岩层巷道。关键字：边界元法；煤岩体稳定性；二维弹性问题；间接边界元法；直接边界元法；ABSTRACTThefiniteelementmethodwastheonlywaytowellsolvethecomplexnonlinearbehaviorofcoalandrockmassandgeologicaldiscontinuityamongallthemathematicalsimulationmeth

5、ods.Duringrecenttenyears,asasimpleandhigh-efficientnumericalmethod,boundaryelementmethodhasbeendevelopedgreatly,whichprovidesanalternativemethodtodealwithcoalandrockmassmechanicsandshowsitsspecialtyindealingwiththecomplexnonlinearelement.Thestabilityofcoalroadwayinfluencedbycrustalstressisgreat.Anal

6、ysisthestabilityofthecoalrockunderdifferentcrustalstressdistributionofcoalmininghasgreatengineeringsignificanceandguidingrole.Thispaperfirstintroducesthedevelopmentoftheboundaryelementandthebasicprinciple.Thenitusestheboundaryelementmethod.Coalrockiscalculatedunderthedifferentin-situstressdistributi

7、onofdisplacementfield,stressfielddistributionanditsevolutionregularity.Calculationshowsthatincrustalstressandthe45°tothehorizontaldirection.Theroadwaydeformationisrelativelyobvious.Theroadwayiseasytol