不同开挖方式对地表沉降影响的离散元分析.pdf

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1、86低温建筑技术2014年第11期(总第197期)不同开挖方式对地表沉降影响的离散元分析焦明东(河海大学力学与材料学院，南京210098)【摘要】结合某矿山实际开采情况，实验室里分析了土壤的内聚力、泊松比、，密度和内摩擦角，根据现场的实际观测，利用ANSYS建立平面模型，反演推算出土壤的弹性模量E。通过离散元单元法，利用内聚力、内摩擦角和弹性模量E，模拟近地表采矿诱发地表沉陷的地质现象，比较极限开采法、三无开采法、普通房柱法、以及开采回填法地表沉降的空区围岩破坏图和地表沉降盆地图，了解到分区开采并填充法相比其他几种开挖方法有较大的优势，地表沉降深度较小，广度较小且没有继续扩大的趋

2、势，地表沉降深度能够得到很好的控制，较好的保护了开采矿区地表生态环境，有利于后开采时代的保护和开发利用。【关键词】离散元；数值模拟；地表沉降；分层开采回填【中图分类号】TU941【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2014)11—0086—04随着矿业的迅猛发展，矿产开采的安全和效率往往方，如果采空区巨大，岩体破坏将会发展到地表，诱发地受到开挖方式和工序的限制。在科学技术日益发展的表塌陷，导致生态环境遭到巨大破坏⋯，因此，研究近地今天，一项新技术的应用和推广，不仅仅带来了巨大的地表采矿诱发的工程地质灾害及其防护措施具有较大经济利益，而且给人们的工作和生活方式带来了较大

3、的的现实意义。瑞士联邦科技学院的E．Eberhardt建立三改变，甚至是划时代的意义。近地矿床的开采破坏了原维有限元模型对地下采矿时地表在各种因素作用下的岩应力状态，导致空区附近岩体在巨大应力作用下变应力情况进行了系统分析，确定了安全采矿作业的条形、屈服甚至破坏，引起其它岩体近一步破坏、崩落和塌件，保障了作业者的人身安全。类似的，土耳其Inonu大[基金项目】国家自然科学基金(11102058，11372099)o◆eo4(~00●oo●oo000●oo●0o●oo●oo●oo●oo●0oOooQ．OO●o0000●oo00o0oo●oo●oo●oo●oo●o口．oo●oo．oo

4、~oo●oo●oo●oo●oo~oo◆oo●oo●oo●oo●oo●oo●oo◆oo●oo●oo●oo●oo●o是可靠的。实验证明，稳定流水力层析法是刻画含水[6】KitanidisPK，VomvorisEG：Ageostafistiealapproachtothein—velBcproblemingroundwatermodeling(steadysIme)andofle·层异质性的有效方法，可准确识别含水层的异质性。dimensionalsimulations[J]．WaterResourRes，1983，19(3)：677(2)观测井较少时，可通过融合多次抽水实验—69o．

5、水头响应数据提高估计精度。稳定流水力层析法在[7]HoeksemaRJ，KitanidisPK．Anapplicationofthegcostagsfieal实际应用中，融合多次抽水数据是种经济实用方法。approachtotheinverseproblemintwo—dimensionalgroundwater(3)利用稳定流水力层析法刻画含水层渗透系modeling【J]．WaterResourRes，1984，20(7)：1003—1020．数异质性过程中，抽水速率不影响渗透系数估计结果。[8]YehTC,J，JinM，Hannas：Aniterativestochasti

6、cinversemethod：Conditionalefectivetransmissi~tyandhydraulicheadfields[J]．WaterResourRes，1996，32(1)：85—92．参考文献[9】ZhangJ，YehTCJ．Aniteratlvegeostatistiealinversemethodforsteadyflowinthevadosezolle[J]．WaterResourRes，1997，33[1]FuTsangC，胥思勤．非均质介质中地下水流动与溶质运移模(I)：63-71．拟一问题与挑战[J]．地球科学：中国地质大学学报，2000，2

7、5[10】lllmanWA，uuX，CraigSteady—statehydraulictomography(3)：443—45O．inalaboratoryaquiferwithdeterministicheterogeneity：Multi—[2]JimYehTC．Stochasticmodellingofgroundwaterflowandsolutemethodandmultiscalevalidationofhydraulicconductivitytomo—trans