基于StrataKing的巷道破坏和失稳非常规计算方法
王学滨1
刘栋2
余保健2
郑一方2
张钦杰2
潘一山3
1.辽宁工程技术大学 计算力学研究所,辽宁 阜新 1230002.辽宁工程技术大学 力学与工程学院,辽宁 阜新 1230003.辽宁大学 灾害岩体力学研究所,辽宁 沈阳 110036
摘要：在向地下索取资源和能源的过程中,为了满足运输和通风等需求,不可避免地要形成各种狭长的通道.随着向深部进军,通道的破坏和失稳问题引发了越来越多的关注.含孔洞的围岩模型力学行为的数值模拟研究的优势体现在省时省力,花费少,且能获得较多的信息,但可靠结果在很大程度上依赖于是否采用了先进的数值计算方法.最近,岩层运动并行计算系统StrataKing被成功研发,其具有计算规模大(可达 500 万单元),计算效率高,矿业特色明显等优势.继对含孔洞的围岩模型进行常规加载(在模型边界上施加恒定的应力和速度)取得若干研究进展之后,开始尝试非常规研究手段,具体包括静动组合加载、静动模式转化和临界应力计算,他们在有些国外商业软件中并不具备,以满足进一步的或特殊的研究需要.研究结果表明,在静载存在条件下,周期冲击的幅值越高,巷道围岩的破裂和运动程度越大,这使巷道围岩平衡变得更加困难,而且,首次冲击能引发更多的破裂,这应与首次冲击引发的破裂具有一定的吸能作用有关;在与灾害孕育-发生过程更相符的准静力计算模式向动力计算模式转化的混合计算模式下,巷道围岩的破裂和运动更为严重,这说明传统的准静力计算模式适用性有限;当冲击能指数在正常范围时,正方形巷道围岩临界应力的计算结果比理论结果(严格上仅适用于圆形巷道)大,而利用StrataKing可以处理任何形状巷道.StrataKing的大规模计算能力、丰富功能和鲜明矿业特色得以进一步呈现.
关键词：数值计算并行计算巷道破坏岩层运动并行计算系统
分类号：TD324(矿山压力与支护)O39(应用力学)
资助基金：国家自然科学基金(52474101)
论文发表日期：2025-12-31
在线出版日期：2026-01-07（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：13( 66-78 )
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