ANSYS三維彈塑性結(jié)構(gòu)分析在地下工程圍巖穩(wěn)定性評(píng)價(jià)中的應(yīng)用.pdf

1、地下工程圍巖穩(wěn)定性研究無(wú)論是在理論研究還是在實(shí)際應(yīng)用等方面都取得了重大進(jìn)展。但由于研究對(duì)象的特殊性和復(fù)雜性，目前還不能十分有效地防治重大工程安全事故的發(fā)生。因此，有必要對(duì)其進(jìn)一步深入研究。 本文在對(duì)國(guó)內(nèi)外圍巖穩(wěn)定性評(píng)價(jià)研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜述的基礎(chǔ)上，扼要闡述了三維結(jié)構(gòu)彈塑性有限元的基本原理，介紹了ANSYS程序結(jié)構(gòu)及其彈塑性分析的基本過(guò)程。以某礦采空區(qū)圍巖穩(wěn)定性評(píng)價(jià)為例，建立了礦體開(kāi)采的三維數(shù)值模擬模型，并使用有限元程序ANSYS5.

2、6版本對(duì)礦體深部開(kāi)采過(guò)程中的地壓活動(dòng)規(guī)律進(jìn)行了三維彈塑性模擬。通過(guò)對(duì)計(jì)算所得的圍巖應(yīng)力分布、塑性區(qū)范圍和+230m水平鋼筋混凝土隔離層單元變形情況進(jìn)行分析，評(píng)價(jià)了采空區(qū)圍巖穩(wěn)定性。研究成果對(duì)地下工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析具有指導(dǎo)作用，并為相關(guān)領(lǐng)域的圍巖穩(wěn)定性評(píng)價(jià)工作提供參考。 主要結(jié)論如下：(1)利用大型通用有限元程序ANSYS模擬地下巖土介質(zhì)的開(kāi)挖(采)過(guò)程是方便可行的。ANSYS強(qiáng)大的功能可以建立大型而復(fù)雜的三維模型和快捷地實(shí)現(xiàn)有限

3、元網(wǎng)格的自動(dòng)劃分、能夠確保計(jì)算的準(zhǔn)確性以及方便地讀取分析結(jié)果。 (2)有限元計(jì)算結(jié)果表明，在充填的情況下，采空區(qū)圍巖是安全的，但存在局部失穩(wěn)的可能。 (3)有限元計(jì)算結(jié)果表明，三維計(jì)算模型邊界的取值是合適的。在水平面范圍內(nèi)受礦體開(kāi)采影響較大的區(qū)域不超過(guò)150m。 (4)礦床開(kāi)采充填過(guò)程的ANSYS模擬結(jié)果表明，隨著開(kāi)采深度的增加，在+230m水平鋼筋混凝土隔離層上的應(yīng)力也進(jìn)一步增大；當(dāng)?shù)V體開(kāi)采充填到+200m水平