midas數(shù)值模擬軟件應(yīng)用

1、某露天煤礦4-4剖面邊坡穩(wěn)定性分析與沿走向開采的數(shù)值模擬1概況以實(shí)測4-4剖面為分析對(duì)象（如圖1），根據(jù)鉆孔資料確定上覆巖層屬性，建立數(shù)值模擬分析模型，模型走向長300m、傾向234.17 m、高度為117.975m，模擬計(jì)算時(shí)需要考慮排土場附加荷載的影響。排土場高15.414m，其坡角35°，距離露天坡肩距離30m。具體各層參數(shù)如表1.圖1 實(shí)測4-4剖面分布圖表1巖體力學(xué)參數(shù)表巖 性密度/103kg/m3內(nèi)摩擦角/°凝聚力/kPa泊松比彈性模量/MPa抗壓強(qiáng)度/ MPa表 土1.5824140.2331.5砂 巖2.537331110.2550002.43泥 巖2.31

2、434520.3512501.09煤1.4532.72010.3012002二維數(shù)值模型排土場高15m，其坡角35°，距離露天坡肩距離30m。二維模型共有1580個(gè)節(jié)點(diǎn)，1239個(gè)單元（如圖2）。破壞判據(jù)采用莫爾-庫侖準(zhǔn)則。2.1 二維網(wǎng)格劃分圖2 4-4剖面二維數(shù)值模型2.2 二維模型穩(wěn)定性分析2.2.1 穩(wěn)定系數(shù)：1.38752.2.2 位移及應(yīng)力云圖如圖（a）、（b）圖（a）4-4剖面Z方向位移變化色譜圖圖（b）4-4剖面Z方向應(yīng)力變化色譜圖3三維模型三維模型共有24692個(gè)節(jié)點(diǎn)，29736個(gè)單元（如圖3）。破壞判據(jù)采用莫爾-庫侖準(zhǔn)則。模型參數(shù)取表1。沿走向開挖10步，前3步2

3、0m，中間4步10m，后3步20m，共開挖160m。圖3 4-4剖面三維數(shù)值模型3.1第一步開挖3.1.1位移云圖圖3.1.1 開采20m后4-4剖面Z方向位移變化色譜圖3.1.2應(yīng)力云圖圖3.1.2(a)開采20m后4-4剖面Z方向應(yīng)力變化色譜圖圖3.1.2(b) 開采20m后4-4剖面XZ平面剪應(yīng)力變化色譜圖3.2第二步開挖3.2.1位移云圖圖3.2.1 開采40m后4-4剖面Z方向位移變化色譜圖3.2.2應(yīng)力云圖圖3.2.2(a)開采40m后4-4剖面Z方向應(yīng)力變化色譜圖圖3.2.2(b) 開采40m后4-4剖面XZ平面剪應(yīng)力變化色譜圖3.3第三步開挖位移云圖圖3.3.1 開采60m后4

4、-4剖面Z方向位移變化色譜圖應(yīng)力云圖圖3.3.2(a)開采60m后4-4剖面Z方向應(yīng)力變化色譜圖圖3.3.2(b) 開采60m后4-4剖面XZ平面剪應(yīng)力變化色譜圖3.4第五步開挖3.4.1位移云圖圖3.4.1 開采80m后4-4剖面Z方向位移變化色譜圖3.4.2應(yīng)力云圖圖3.4.2(a)開采80m后4-4剖面Z方向應(yīng)力變化色譜圖圖3.4.2(b) 開采80m后4-4剖面XZ平面剪應(yīng)力變化色譜圖3.5第七步開挖3.5.1位移云圖圖3.5.1 開采100m后4-4剖面Z方向位移變化色譜圖應(yīng)力云圖圖3.5.2(a)開采100m后4-4剖面Z方向應(yīng)力變化色譜圖圖3.5.2(b) 開采100m后4-4剖面XZ平面剪應(yīng)力變化色譜圖3.6第九步開挖3.6.1位移云圖圖3.6.1 開采140m后4-4剖面Z方向位移變化色譜圖3.6.2應(yīng)力云圖圖3.6.2(a)開采140m后4-4剖面Z方向應(yīng)力變化色譜圖圖3.6.2(b) 開采140m后4-4剖面XZ平面剪應(yīng)力變化色譜圖4 結(jié)論 由邊坡穩(wěn)定性分析可知，現(xiàn)狀邊坡安全系數(shù)Fs=1.3875，處于安全狀態(tài)，通過沿走向開采的數(shù)值模擬，可知，隨著開采寬度的不斷增加，