巷道金属支架稳定性的有限元分析

在巷道金属支架的设计与计算中，不但要对结构进行强度和刚度计算，而且还要进行稳定性的验算．为了验证有限元法在分析巷道金属支架稳定性上的有效性，对巷道金属支架的稳定性进行了理论分析，介绍了用有限元法分析巷道金属支架稳定性的基本原理．通过一个实例，采用有限元法与理论分析两种方法求得了拱形金属支架反对称失稳时的失稳荷载分别为119 410 N／m与110 600N／m，两种方法所求得的失稳荷载的数值非常接近．结果表明，利用有限元法分析巷道金属支架的稳定性是可行的．     

露天矿矿区民房开裂原因分析

从露天矿边坡的稳定性、爆破震动以及地表不均匀沉降等方面，分析了民房开裂的成因。分析表明，边坡整体稳定性状态良好，不可能出现整体性的滑坡现象；生产时所产生的爆破震动速度在允许范围之内，也不会对该区域的民宅造成危害；民房地基为第四系表土，地层的可压缩性有较大的差异，地基的不均匀沉降是民宅产生裂缝的主要原因。     

井架结构力学性能的有限元分析

介绍了有限元法用于结构计算的基本原理,并通过一个工程实例,应用大型通用有限元软件ANSYS对井架结构的力学性能进行了分析,获得了在计算荷载作用下井架的最大应力与位移,并求得了井架结构的失稳荷载,为井架结构的设计提供了有价值的理论依据,为以后的井架设计提供了一种非常有效的计算方法。     

预应力锚索锚固段应力分布影响因素分析

采用有限元法,研究预应力锚索锚固段应力分布的影响因素。讨论荷载作用下预应力锚索锚固段应力分布规律,分析荷载大小、被加固岩土体性质、锚固段长度、锚固体直径等因素对预应力锚索锚固段应力分布规律的影响。分析表明,预应力锚索锚固段应力分布非常不均匀;岩石越坚硬,锚固段应力分布越集中,岩石越松软,应力分布越均匀;锚固长度达到一定数值时,再增加锚固长度,只能导致锚索材料的浪费,而对承载能力的提高帮助不大;锚固体的直径越小,锚固段应力分布的峰值越大,应力分布越不均匀,锚固体的直径越大,应力的峰值越小,应力分布越均匀;锚固较硬的岩体,宜选用直径较粗锚固长度较短的锚索,而锚固较软的岩土体,宜选用直径较细锚固长度较大的锚索。     

护巷小煤柱留设的可行性研究

从数值模拟、矿山压力理论分析和经验公式计算等多方面综合分析,确定防护小煤柱的合理尺寸。以某矿新331工作面合理小煤柱的宽度留设为例,采用数值模拟方法,分别获得顶板下沉、底臌、两帮的位移值,分析发现,当煤柱尺寸为4.5m左右时,巷道各部分的位移已经趋于稳定;从矿山压力理论分析,合理小煤柱尺寸为4.0-4.5m之间;根据经验公式可以求出该煤矿小煤柱的留设宽度为4.5m。综合分析可以确定,该煤矿护巷小煤柱的合理尺寸为4.5m。结果表明,用本文研究方法确定合理的煤柱留设尺寸,是相对比较准确的,在以后的实践中具有重要的参考价值。     

预应力锚索锚固段的剪滞–脱黏模型

 基于预应力锚索锚固体从岩土体中拔出计算模式,通过锚固体与灌浆材料的界面界面层变形–破坏过程分析,将锚固段分为弹性区、塑性滑移区和脱黏区,建立锚固体–岩土体界面力学模型,采用与Coulomb条件关连的流动法则,导出界面应力分布的理论解;同时,构造具有剪胀和滑移特性的新型有限元界面单元,采用数值模拟的方法与界面应力分布的理论解进行相互验证,为锚固体受力的计算、分析与锚固体的设计提供理论依据。分析表明,锚固体的弹性区和脱黏区的受力较小,主要受力部分是塑性滑移区。因此,锚固体荷载的主要工况是塑性滑移状态,在研究或进行锚固体设计时应该主要基于这种变形状态。提高滑移区脱黏前的最大剪应力和增大滑移区的范围是提高锚固体的锚固力的实质。     

预应力锚索锚固段界面滑移的细观力学分析

 在预应力锚索锚固段界面力学特性试验的基础上,研究锚固体界面在荷载作用下的变形规律及失效条件。试验结果表明,锚固力的大小与锚固长度有关,但不是成比例关系;当锚固长度达一定值时,再进一步增加锚固长度,锚固力的增大是非常有限的;在保证砂浆具有一定强度的条件下,含砂量越高的锚固体,其锚固力越大。从细观层面上对预应力锚索锚固段从弹性变形到塑性滑移以至脱黏失效的过程进行研究,结果表明,锚固体界面层是具有一定厚度并具有特殊力学性质的材料,其力学性质不仅与岩土体的性质有关,而且与灌浆体的材料组构密切相关;降低灌浆材料的水灰比,加入减水剂和其他外加剂对提高界面层的强度性能有着重要的意义;可将锚固体界面上的变形分为弹性变形、塑性滑移变形和脱黏变形3个阶段。由于锚固体界面层的剪胀效应,在滑移段中,越靠近荷载的近端,锚固体所受的剪应力越大;在整个锚固体中,主要的受力部分是塑性滑移区,而弹性区和脱黏区的受力都较小。     

防水煤柱安全评价的流-固耦合分析

应用流-固耦合分析,对防水安全煤柱进行安全评价。采用有限差分分析软件FLAC3D,分析了不考虑流-固耦合与考虑流-固耦合两种情况下,某煤矿四采二层煤安全防水煤柱的稳定性及防溃水能力。比较二者的计算结果发现:考虑流-固耦合与不考虑流-固耦合时的计算结果中,塑性区都呈现出两端高、中间低的"马鞍"形状,但考虑耦合时塑性区的范围比较大;考虑流-固耦合作用时,可以模拟底板的受力状态与变形破坏规律;在合理防水安全煤柱留设分析中,考虑流-固耦合是必要的;采用流-固耦合分析可以得出,实例中最小防水安全煤柱的长度不应小于28m。分析表明,对防水煤柱的安全性进行流-固耦合分析,是一种更接近于实际情况的、更有效的分析方法。     

预应力锚索锚固段的应力分布规律及分析

锚杆的锚固形式可以分为表面锚固型和内部锚固型两种。根据 Kelvin 问题的位移解,导出了内部锚固型锚固段的剪应力和轴力分布规律,经比较发现,其与已有表面锚固型锚固段的剪应力和轴力具有相同的分布形式,只不过参数不同,说明这两种锚固类型的受力特征是一致的。在此基础上讨论了拉力分散型锚杆锚固段的应力分布及其受力特征,并指出了其优缺点及其适应条件。     

矿山钢井架结构设计浅谈

介绍了目前我国矿山钢井架的设计概况及常用的设计软件,并对有限元法进行结构计算的原理进行了简单的阐述。结合工程实例,重点论述了采用SAP2000进行钢井架设计的过程与方法,并对井架结构进行了静力分析。分析表明,利用SAP2000进行钢井架设计与静力分析是1种非常有效的钢井架计算方法。