FLAC3D中爆破震动下锚杆轴力损失的修正及应用
刘少虹
煤炭科学研究总院开采研究分院,北京100013;天地科技股份有限公司开采设计事业部,北京100013
摘要：针对FLAC3D现有模型无法实现由于CABLE结构单元在动载下出现损伤而导致支护轴力损失的问题,基于最大剪应力准则和应变能密度准则,提出了爆破震动下CABLE单元破坏损伤判据,以及锚固结构损伤量沿震波传播路径的分布规则,由此建立了锚杆轴力动力损失修正模型.基于FISH语言平台开发修正模型的计算程序,使得FLAC3D具备由于CABLE结构单元动力损伤而导致轴力损失的功能,并应用该功能进行了爆破震动下单排锚杆轴力损失与全锚杆巷道支护质量减弱的对比分析,结果表明:①修正模型锚杆轴力在爆破下,经历平稳→下降→平稳3个阶段,锚杆轴力损失率随至震源距离的增大呈指数衰减,达到了锚杆轴力定量损失的预期效果.②通过修正模型得到了爆破对巷道支护的主要损伤范围和程度,其中6和8 kg药量爆破下锚杆轴力损失率峰值分别为35％和76％,并且至震源0～4和0～12 m内锚杆轴力损失率超过25％,支护损伤较大.同时,修正模型能较大幅度修正动力分析中的围岩变形量以及塑性区体积,其中6和8 kg药量爆破下变形修正系数峰值分别为70％和37.5％,而塑性区体积修正系数分别为22.2％和9.9％,说明爆破药量越小修正效果越显著.③修正模型计算结果与现场实测结果具有较好的一致性.
关键词：FLAG3D锚杆支护爆破震动轴力损失修正模型
分类号：TD353(矿山压力与支护)
资助基金：国家重点研发计划资助项目(2016YFC0801401)中国煤炭科工集团有限公司科技创新基金资助项目(KJ-2015-TDKC-05)中国煤炭科工集团有限公司科技创新基金资助项目(KJ-2016-TDKC-01)
论文发表日期：2016-01-01
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
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