ANSYS三維彈塑性結(jié)構(gòu)分析在地下工程圍巖穩(wěn)定性評價中的應用.pdf

1、地下工程圍巖穩(wěn)定性研究無論是在理論研究還是在實際應用等方面都取得了重大進展。但由于研究對象的特殊性和復雜性，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，有必要對其進一步深入研究。 本文在對國內(nèi)外圍巖穩(wěn)定性評價研究現(xiàn)狀進行綜述的基礎上，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程。以某礦采空區(qū)圍巖穩(wěn)定性評價為例，建立了礦體開采的三維數(shù)值模擬模型，并使用有限元程序ANSYS5.

2、6版本對礦體深部開采過程中的地壓活動規(guī)律進行了三維彈塑性模擬。通過對計算所得的圍巖應力分布、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行分析，評價了采空區(qū)圍巖穩(wěn)定性。研究成果對地下工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析具有指導作用，并為相關(guān)領(lǐng)域的圍巖穩(wěn)定性評價工作提供參考。 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)的開挖(采)過程是方便可行的。ANSYS強大的功能可以建立大型而復雜的三維模型和快捷地實現(xiàn)有限

3、元網(wǎng)格的自動劃分、能夠確保計算的準確性以及方便地讀取分析結(jié)果。 (2)有限元計算結(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)有限元計算結(jié)果表明，三維計算模型邊界的取值是合適的。在水平面范圍內(nèi)受礦體開采影響較大的區(qū)域不超過150m。 (4)礦床開采充填過程的ANSYS模擬結(jié)果表明，隨著開采深度的增加，在+230m水平鋼筋混凝土隔離層上的應力也進一步增大；當?shù)V體開采充填到+200m水平