基于有限元極限分析法的地下采場結構穩(wěn)定性研究.pdf

1、地下采場結構整體穩(wěn)定安全系數對于地下開采的工程設計具有十分重要的意義。本文結合“沙溪銅礦床采礦方法選擇和礦塊結構參數優(yōu)化研究”科研課題，將有限元極限分析法引入到地下采場結構的穩(wěn)定性分析中，利用安全系數進行采場結構穩(wěn)定性評判。主要研究內容及方法如下:
　　(1)對地下采場結構穩(wěn)定性分析和有限元極限分析法的研究現狀及有限元極限分析法求解巖土工程穩(wěn)定性的原理進行系統(tǒng)調研。
　　(2)將有限元極限分析法引入到地下采場結構的穩(wěn)定性分析

2、中，基于數值試驗，提出地下采場結構穩(wěn)定性的極限分析方法。根據實際工程經驗，在數值試驗中以礦柱剪切失穩(wěn)和采場頂板大面積冒落失穩(wěn)作為采場結構整體失穩(wěn)的衡量標準，提出以礦柱塑性應變帶貫通、頂板塑性應變帶大面積貫通及關鍵點位移突變、破壞單元總體積突變和塑性應變最大值突變作為失穩(wěn)判據，得到其整體穩(wěn)定安全系數，繼而評價穩(wěn)定性。并對影響失穩(wěn)判據的因素進行了分析。
　　(3)以沙溪銅礦床開采設計研究為工程背景，將有限元極限分析方法應用于地下采場結

3、構穩(wěn)定性研究。主要內容包括以下幾點:
　?、俑鶕V體賦存條件、頂底板圍巖特征以及工程地質條件，現場選取五種典型巖樣，進行室內礦巖物理力學性質試驗研究。
　?、谕ㄟ^工程地質調查和巖石力學試驗結果，利用有限元極限分析法，對設計部門提出的采場結構參數的穩(wěn)定性進行分析。采用FLAC3D數值模擬軟件，根據提出的整體失穩(wěn)判據，通過不斷折減力學參數達到其臨界破壞狀態(tài)，得到了設計采場結構的整體安全系數，研究表明設計推薦的采場結構具有較好的穩(wěn)