FLAC原理、实例与应用指南第四讲(简)

FLAC原理、实例与应用指南中国矿业大学王培荣Thursday,February2,2023FLAC实例例题（a1a）目的：模拟复杂情况下的煤层开采时的应力、变形。一、计算模型取计算模型大小：长100米，高60米。计算模型岩性：十层岩层（包括煤层），九层弱面。岩层厚度、力学性能与柱状图相同。计算模型网格大小：0.5米0.5米。计算规模：2.5９３万节点，2.56万个单元。十层岩层（包括煤层），九层弱面，如图newGR200,128MMgen0.0,00.000.0,12.17100.0,12.17100.0,00.00i=1,201j=1,25rat=1,1gen0.0,12.170.0,21.85100.0,21.85100.0,12.17i=1,201j=26,45rat=1,1gen0.0,21.850.0,22.67100.0,22.67100.0,21.85i=1,201j=46,48rat=1,1gen0.0,22.670.0,29.19100.0,29.19100.0,22.67i=1,201j=49,63rat=1,1gen0.0,29.190.0,30.24100.0,30.24100.0,29.19i=1,201j=64,66rat=1,1gen0.0,30.240.0,35.30100.0,35.30100.0,30.24i=1,201j=67,77rat=1,1gen0.0,35.300.0,48.00100.0,48.00100.0,35.30i=1,201j=78,103rat=1,1gen0.0,48.000.0,56.00100.0,56.00100.0,48.00i=1,201j=104,120rat=1,1gen0.0,56.000.0,60.00100.0,60.00100.0,56.00i=1,201j=121,129rat=1,1propd=2500s=5.91e9b=10.87e9c=30.0e6f=35j=1,24propd=2650s=12.00e9b=20.00e9c=80.0e6f=30j=26,44propd=2400s=8.00e9b=13.33e9c=60.0e6f=30j=46,47propd=1400s=2.40e9b=4.00e9c=10.9e6f=38j=49,62propd=2600s=3.85e9b=8.33e9c=12.7e6f=28j=64,65propd=2500s=20.00e9b=33.33e9c=20.5e6f=38j=67,76propd=2500s=5.91e9b=10.87e9c=30.0e6f=35j=78,102propd=2650s=23.81e9b=41.67e9c=10.0e7f=35j=104,119propd=2500s=5.86e9b=11.36e9c=50.0e6f=30j=121,128propc=1e10t=1e10基本概念岩石（Rock）矿物、岩屑的集合体。结构面（StructuralPlane）指地质历史发展过程中，在岩体内形成的具有一定的延伸方向和长度，厚度相对较小的地质界面或带。岩块（Rockblock或Rock）指不含显著结构面的岩石块体，是构成岩体的最小岩石单元体。岩体（Rockmass）是指地质历史过程中形成的，由岩块和结构面网络组成的，具有一定的结构并赋存于一定的天然应力状态和地下水等地质环境中的地质体。结构面性质结构面类型（按地质成因分类）1.原生结构面岩体在成岩过程中形成的结构面。沉积结构面是沉积岩在沉积和成岩过程中形成的，有层理面、软弱夹层、沉积间断面和不整合面等。岩浆结构面是岩浆侵入及冷凝过程中形成的结构面，包括岩浆岩体与围岩的接触面、各期岩浆岩之间的接触面和原生冷凝节理等。变质结构面在变质过程中形成，分为残留结构面和重结晶结构面。2.构造结构面

是岩体形成后在构造应力作用下形成的各种破裂面，包括断层、节理、劈理和层间错动面等。3.次生结构面

是岩体形成后在外营力作用下产生的结构面，包括卸荷裂隙、风化裂隙、次生夹泥层和泥化夹层等。成因类型地质类型主

要

特

征工程地质评价产

状分

布性

质原生结构面沉积结构面1层理层面2软弱夹层3不整合面、假整合面4沉积间断面一般与岩层产状一致，为层间结构面海相岩层中此类结构面分布稳定，陆相岩层中呈交错状，易尖灭层面、软弱夹层等结构面较为平整；不整合面及沉积间断面多由碎屑泥质物构成，且不平整国内外较大的坝基滑动及滑坡很多由此类结构面所造成的，如奥斯汀、圣·弗朗西斯、马尔帕塞坝的破坏，瓦依昂水库附近的巨大滑坡岩浆岩结构面1侵入体与围岩接触面2岩脉岩墙接触面3原生冷凝节理岩脉受构造结构面控制，而原生节理受岩体接触面控制接触面延伸较远，比较稳定，而原生节理往往短小密集与围岩接触面可具熔合及破碎两种不同的特征，原生节理一般为张裂面，较粗糙不平一般不造成大规模的岩体破坏，但有时与构造断裂配合，也可形成岩体的滑移，如有的坝肩局部滑移变质结构面1片理2片岩软弱夹层产状与岩层或构造方向一致片理短小，分布极密，片岩软弱夹层延展较远，具固定层次结构面光滑平直，片理在岩层深部往往闭合成隐蔽结构面，片岩软弱夹层具片状矿物，呈鳞片状在变质较浅的沉积岩，如千枚岩等路堑边坡常见塌方。片岩夹层有时对工程及地下洞体稳定也有影响构造结构面1节理（X型节理、张节理）2断层（冲断层、捩断层、横断层）3层间错动4羽状裂隙、劈理产状与构造线呈一定关系，层间错动与岩层一致张性断裂较短小，剪切断裂延展较远，压性断裂规模巨大，但有时为横断层切割成不连续状张性断裂不平整，常具次生充填，呈锯齿状，剪切断裂较平直，具羽状裂隙，压性断层具多种构造岩，成带状分布，往往含断层泥、糜棱岩对岩体稳定影响很大，在上述许多岩体破坏过程中，大都有构造结构面的配合作用。此外常造成边坡及地下工程的塌方、冒顶次生结构面

1卸荷裂隙2风化裂隙3风化夹层4泥化夹层5次生夹泥层

受地形及原结构面控制分布上往往呈不连续状，透镜状，延展性差，且主要在地表风化带内发育一般为泥质物充填，水理性质很差在天然及人工边坡上造成危害，有时对坝基、坝肩及浅埋隧洞等工程亦有影响，但一般在施工中予以清基处理

结构面类型（按力学成因分类）1、张性结构面是由拉应力形成的，如羽毛状张裂面、纵张及横张破裂面、岩浆岩中的冷凝节理等特点：张开度大、连续性差、形态不规则、面粗糙，起伏度大及破碎带较宽,易被充填,常含水丰富，导水性强2、剪性结构面是剪应力形成的，破裂面两侧岩体产生相对滑移，如逆断层、平移断层以及多数正断层等。特点：连续性好，面较平直，延伸较长并有擦痕镜面等。结构面的规模Ⅰ级

指大断层或区域性断层。控制工程建设地区的地壳稳定性，直接影响工程岩体稳定性；Ⅱ级

指延伸长而宽度不大的区域性地质界面。Ⅲ级

指长度数十米至数百米的断层、区域性节理、延伸较好的层面及层间错动等。Ⅱ、Ⅲ级结构面控制着工程岩体力学作用的边界条件和破坏方式，它们的组合往往构成可能滑移岩体的边界面，直接威胁工程安全稳定性Ⅳ级指延伸较差的节理、层面、次生裂隙、小断层及较发育的片理、劈理面等。是构成岩块的边界面，破坏岩体的完整性，影响岩体的物理力学性质及应力分布状态。Ⅳ级结构面主要控制着岩体的结构、完整性和物理力学性质，数量多且具随机性，其分布规律具统计规律，需用统计方法进行研究。Ⅴ级又称微结构面。常包含在岩块内，主要影响岩块的物理力学性质，控制岩块的力学性质。结构面连续性分级表描述迹长（m）很低连续性<1低连续性1~3中等连续性3~10高连续性10~20很高连续性>20结构面间距分级表描述间距（mm）极密集的间距<20很密集的间距20~60密集的间距60~200中等的间距200~600宽的间距600~2000很宽的间距2000~6000极宽的间距>6000岩块的变形与强度性质常见岩石的变形模量和泊松比岩石名称变形模量（×104MPa）泊松比岩石名称变形模量（×104MPa）泊松比初始弹性初始弹性花岗岩2~65~100.2~0.3片麻岩1~81~100.22~0.35流纹岩2~85~100.1~0.25千枚岩、片岩0.2~51~80.2~0.4闪长岩7~107~150.1~0.3板岩2~52~80.2~0.3安山岩5~105~120.2~0.3页岩1~3.52~80.2~0.4辉长岩7~117~150.12~0.2砂岩0.5~81~100.2~0.3辉绿岩8~118~150.1~0.3砾岩0.5~82~80.2~0.3玄武岩6~106~120.1~0.35灰岩1~85~100.2~0.35石英岩6~206~200.1~0.25白云岩4~84~80.2~0.35大理岩1~91~90.2~0.35常见岩石的抗压强度岩石名称抗压强度（MPa）岩石名称抗压强度（MPa）岩石名称抗压强度（MPa）辉长岩180~300辉绿岩200~350页岩10~100花岗岩100~250玄武岩150~300砂岩20~200流纹岩180~300石英岩150~350砾岩10~150闪长岩100~250大理岩100~250板岩60~200安山岩100~250片麻岩50~200千枚岩、片岩10~100白云岩80~250灰岩20~200常见岩石的抗拉强度

岩石名称抗拉强度（MPa）岩石名称抗拉强度（MPa）岩石名称抗拉强度（MPa）辉长岩15~36花岗岩7~25页岩2~10辉绿岩15~35流纹岩15~30砂岩4~25玄武岩10~30闪长岩10~25砾岩2~15石英岩10~30安山岩10~20灰岩5~20大理岩7~20片麻岩5~20千枚岩、片岩1~10白云岩15~25板岩7~15结构面的变形与强度性质岩体的变形性质几种岩体用不同试验方法测定的弹性模量岩体的变形模量比岩块的小，而且受结构面发育程度及风化程度等因素影响十分明显。不同地质条件下的同一岩体，其变形模量相差较大。试验方法不同、压力大小不同，岩体变形模量不同。岩体的强度性质岩体内摩擦角与岩块较接近，而内聚力则大大低于岩块。说明结构面的存在主要是降低了岩体的连结能力，进而降低其内聚力。mnj=25mnj=45mnj=48mnj=63mnj=66mnj=77mnj=103mnj=120interface1asidefrom1,25to201,25bsideFROM1,26to201,26interface1ks=14.7e6kn=588e6c=0.1e6fri=25interface2asidefrom1,45to201,45bsideFROM1,46to201,46interface2ks=14.7e6kn=588e6c=0.1e6fri=25interface3asidefrom1,48to201,48bsideFROM1,49to201,49interface3ks=14.7e6kn=588e6c=0.1e6fri=25interface4asidefrom1,63to201,63bsideFROM1,64to201,64interface4ks=14.7e6kn=588e6c=0.1e6fri=25interface5asidefrom1,66to201,66bsideFROM1,67to201,67interface5ks=14.7e6kn=588e6c=0.1e6fri=25interface6asidefrom1,77to201,77bsideFROM1,78to201,78interface6ks=14.7e6kn=588e6c=0.1e6fri=25interface7asidefrom1,103to201,103bsideFROM1,104to201,104interface7ks=14.7e6kn=588e6c=0.1e6fri=25interface8asidefrom1,120to201,120bsideFROM1,121to201,121interface8ks=14.7e6kn=588e6c=0.1e6fri=25计算模型网格fixyj=1fixxi=1fixxi=201;在X方向边界固定setg=9.81；inisyy=-13e6inisxx=-8e6iniszz=-8e6appsyy=-12.23e6j=129边界条件hisnstep=10HISUNBALHISsyyi=100j=68HISsxxi=100j=68HISszzi=100j=68step2000savea11.SAV煤层开采前的应力ｙ分布煤层开采前的应力Ｘ分布煤层开采前的应力ｚ分布二、计算方案分层开采煤层位于计算模型左侧的五十米，综采的煤层位于计算模型右侧的五十米。1．由于煤层上分层早已开采，而且时间达一年，所以先模拟上分层开采。2．模拟上分层开采稳定后，模拟下分层开采对应力、变形影响。3．模拟上分层开采稳定后，模拟综采对应力、变形影响。resta11.SAVpropc=30.0e6t=0j=1,24propc=80.0e6t=0j=26,44propc=60.0e6t=0j=46,47propc=10.9e6t=0j=49,62propc=12.7e6t=0j=64,65propc=20.5e6t=0j=67,76propc=30.0e6t=0j=78,102propc=10.0e7t=0j=104,119propc=50.0e6t=0j=121,128setlargeinisyy=0szz=0sxx=0j=56,62 i=1,100propd=1000s=4.80e8b=8.00e8f=10c=1e6j=56,62i=1,100propd=1500s=7.70e8b=16.66e8f=20c=1.5e6j=64,65i=1,100propd=1500s=40.00e8b=66.66e8f=25c=2.05e6j=67,76i=1,100strprop1e=21e9a=0.001i=1e-6strbeambegingrid1,56endgrid2,56seg=1prop=1strbeambeginnode2endgrid3,56seg=1prop=1strbeambeginnode3endgrid4,56seg=1prop=1strbeambeginnode4endgrid5,56seg=1prop=1strbeambeginnode5endgrid6,56seg=1prop=1strbeambeginnode6endgrid7,56seg=1prop=1strbeambeginnode7endgrid8,56seg=1prop=1strbeambeginnode8endgrid9,56seg=1prop=1strbeambeginnode9endgrid10,56seg=1prop=1strbeambeginnode10endgrid11,56seg=1prop=1strbeambeginnode11endgrid12,56seg=1prop=1strbeambeginnode12endgrid13,56seg=1prop=1strbeambeginnode13endgrid14,56seg=1prop=1strbeambeginnode14endgrid15,56seg=1prop=1strbeambeginnode15endgrid16,56seg=1prop=1strbeambeginnode16endgrid17,56seg=1prop=1strbeambeginnode17endgrid18,56seg=1prop=1strbeambeginnode18endgrid19,56seg=1prop=1strbeambeginnode19endgrid20,56seg=1prop=1strbeambeginnode20endgrid21,56seg=1prop=1strbeambeginnode21endgrid22,56seg=1prop=1strbeambeginnode22endgrid23,56seg=1prop=1strbeambeginnode23endgrid24,56seg=1prop=1strbeambeginnode24endgrid25,56seg=1prop=1strbeambeginnode25endgrid26,56seg=1prop=1strbeambeginnode26endgrid27,56seg=1prop=1strbeambeginnode27endgrid28,56seg=1prop=1strbeambeginnode28endgrid29,56seg=1prop=1strbeambeginnode29endgrid30,56seg=1prop=1strbeambeginnode30endgrid31,56seg=1prop=1strbeambeginnode31endgrid32,56seg=1prop=1strbeambeginnode32endgrid33,56seg=1prop=1strbeambeginnode33endgrid34,56seg=1prop=1strbeambeginnode34endgrid35,56seg=1prop=1strbeambeginnode35endgrid36,56seg=1prop=1strbeambeginnode36endgrid37,56seg=1prop=1strbeambeginnode37endgrid38,56seg=1prop=1strbeambeginnode38endgrid39,56seg=1prop=1strbeambeginnode39endgrid40,56seg=1prop=1strbeambeginnode40endgrid41,56seg=1prop=1strbeambeginnode41endgrid42,56seg=1prop=1strbeambeginnode42endgrid43,56seg=1prop=1strbeambeginnode43endgrid44,56seg=1prop=1strbeambeginnode44endgrid45,56seg=1prop=1strbeambeginnode45endgrid46,56seg=1prop=1strbeambeginnode46endgrid47,56seg=1prop=1strbeambeginnode47endgrid48,56seg=1prop=1strbeambeginnode48endgrid49,56seg=1prop=1strbeambeginnode49endgrid50,56seg=1prop=1strbeambeginnode50endgrid51,56seg=1prop=1strbeambeginnode51endgrid52,56seg=1prop=1strbeambeginnode52endgrid53,56seg=1prop=1strbeambeginnode53endgrid54,56seg=1prop=1strbeambeginnode54endgrid55,56seg=1prop=1strbeambeginnode55endgrid56,56seg=1prop=1strbeambeginnode56endgrid57,56seg=1prop=1strbeambeginnode57endgrid58,56seg=1prop=1strbeambeginnode58endgrid59,56seg=1prop=1strbeambeginnode59endgrid60,56seg=1prop=1strbeambeginnode60endgrid61,56seg=1prop=1strbeambeginnode61endgrid62,56seg=1prop=1strbeambeginnode62endgrid63,56seg=1prop=1strbeambeginnode63endgrid64,56seg=1prop=1strbeambeginnode64endgrid65,56seg=1prop=1strbeambeginnode65endgrid66,56seg=1prop=1strbeambeginnode66endgrid67,56seg=1prop=1strbeambeginnode67endgrid68,56seg=1prop=1strbeambeginnode68endgrid69,56seg=1prop=1strbeambeginnode69endgrid70,56seg=1prop=1strbeambeginnode70endgrid71,56seg=1prop=1strbeambeginnode71endgrid72,56seg=1prop=1strbeambeginnode72endgrid73,56seg=1prop=1strbeambeginnode73endgrid74,56seg=1prop=1strbeambeginnode74endgrid75,56seg=1prop=1strbeambeginnode75endgrid76,56seg=1prop=1strbeambeginnode76endgrid77,56seg=1prop=1strbeambeginnode77endgrid78,56seg=1prop=1strbeambeginnode78endgrid79,56seg=1prop=1strbeambeginnode79endgrid80,56seg=1prop=1strbeambeginnode80endgrid81,56seg=1prop=1strbeambeginnode81endgrid82,56seg=1prop=1strbeambeginnode82endgrid83,56seg=1prop=1strbeambeginnode83endgrid84,56seg=1prop=1strbeambeginnode84endgrid85,56seg=1prop=1strbeambeginnode85endgrid86,56seg=1prop=1strbeambeginnode86endgrid87,56seg=1prop=1strbeambeginnode87endgrid88,56seg=1prop=1strbeambeginnode88endgrid89,56seg=1prop=1strbeambeginnode89endgrid90,56seg=1prop=1strbeambeginnode90endgrid91,56seg=1prop=1strbeambeginnode91endgrid92,56seg=1prop=1strbeambeginnode92endgrid93,56seg=1prop=1strbeambeginnode93endgrid94,56seg=1prop=1strbeambeginnode94endgrid95,56seg=1prop=1strbeambeginnode95endgrid96,56seg=1prop=1strbeambeginnode96endgrid97,56seg=1prop=1strbeambeginnode97endgrid98,56seg=1prop=1strbeambeginnode98endgrid99,56seg=1prop=1strbeambeginnode99endgrid100,56seg=1prop=1strbeambeginnode100endgrid101,56seg=1prop=1step10000savea12a.SAVstep10000savea12b.SAV三、计算结果分析1．上分层开挖上分层开挖后的变形上分层开挖后的应力y

在上分层右下角应力集中最明显，压应力y由开挖前13.08MPa，开挖后升高为79.98MPa，是开挖前的6.115倍。

resta12b.SAVinixd=0yd=0xv=0yd=0Mni=1,10J=49,55step500savea13.SAVresta13.SAVMni=11,20J=49,55step500savea14.SAVresta14.SAVMni=21,30J=49,55step500savea15.SAVresta15.SAVMni=31,40J=49,55step500savea16.SAVresta16.SAVMNi=41,50J=49,55step500savea17.SAVresta17.SAVMNi=51,60J=49,55step500savea18.SAVresta18.SAVMNi=61,70J=49,55step500savea19.SAVresta19.SAVMNi=71,80J=49,55step500savea20.SAVresta20.SAVMNi=81,90J=49,55step500savea21.SAVresta21.SAVMNi=91,100J=49,55step500savea22.SAVresta22.SAVinterface9asidefrom1,48to101,48bsideFROM1,56to101,56interface9ks=14.7e6kn=588e6c=0.1e6fri=25interface10asidefrom1,48to101,48bsideFROM101,49to101,56interface10ks=14.7e6kn=588e6c=0.1e6fri=25interface11asidefrom1,56to101,56bsideFROM101,49to101,56interface11ks=14.7e6kn=588e6c=0.1e6fri=25step2000savetrya1.SAVresttrya1.SAVstep2000savetrya2.SAVresttrya2.SAVstep2000savetrya3.SAVresttrya3.SAVstep2000savetrya4.SAVresttrya4.SAVstep2000savetrya5.SAVresttrya5.SAVstep2000savetrya6.SAVresttrya6.SAVstep2000savetrya7.SAVresttrya7.SAVstep2000savetrya8.SAV2．下分层开挖后的变形

下分层开挖后的应力y

在上分层右上角应力集中最明显，压应力y由开挖前13.08MPa，开挖后升高为74.93MPa，是开挖前的5.729倍。下分层右下角应力集中，压应力y由开挖前13.08MPa，开挖后升高为64.28MPa，是开挖前的4.914倍。在上分层开挖后压应力y为79.98MPa，下分层后降为64.28MPa。3．模拟综采对应力、变形影响综采区开挖（留八米煤柱无支架）后模拟变形：resttrya8.SAVinixd=0yd=0xv=0yd=0Mni=191,200J=49,62inisyy=0szz=0sxx=0j=64,65 i=191,200inisyy=0szz=0sxx=0j=67,76 i=191,200propd=1500s=7.70e8b=16.66e8f=10c=0.5e6j=64,65i=191,200propd=1500s=20.00e8b=33.33e8f=15c=1.05e6j=67,76i=191,200step500saveb13.SAVrestb13.SAVMni=181,190J=49,62inisyy=0szz=0sxx=0j=64,65 i=181,190inisyy=0szz=0sxx=0j=67,76 i=181,190propd=1500s=7.70e8b=16.66e8f=10c=0.5e6j=64,65i=181,190propd=1500s=20.00e8b=33.33e8f=15c=1.05e6j=67,76i=181,190step500saveb14.SAVrestb14.SAVMni=171,180J=49,62inisyy=0szz=0sxx=0j=64,65 i=171,180inisyy=0szz=0sxx=0j=67,76 i=171,180propd=1500s=7.70e8b=16.66e8f=10c=0.5e6j=64,65i=171,180propd=1500s=20.00e8b=33.33e8f=15c=1.05e6j=67,76i=171,180step500saveb15.SAVrestb15.SAVMni=161,170J=49,62inisyy=0szz=0sxx=0j=64,65 i=161,170inisyy=0szz=0sxx=0j=67,76 i=161,170propd=1500s=7.70e8b=16.66e8f=10c=0.5e6j=64,65i=161,170propd=1500s=20.00e8b=33.33e8f=15c=1.05e6j=67,76i=161,170step500saveb16.SAVrestb16.SAVMni=151,160J=49,62inisyy=0szz=0sxx=0j=64,65 i=151,160inisyy=0szz=0sxx=0j=67,76 i=151,160propd=1500s=7.70e8b=16.66e8f=10c=0.5e6j=64,65i=151,160propd=1500s=20.00e8b=33.33e8f=15c=1.05e6j=67,76i=151,160step500saveb17.SAVrestb17.SAVMni=141,150J=49,62inisyy=0szz=0sxx=0j=64,65 i=141,150inisyy=0szz=0sxx=0j=67,76 i=141,150propd=1500s=7.70e8b=16.66e8f=10c=0.5e6j=64,65i=141,150propd=1500s=20.00e8b=33.33e8f=15c=1.05e6j=67,76i=141,150step500saveb18.SAVrestb18.SAVMni=131,140J=49,62inisyy=0szz=0sxx=0j=64,65 i=131,140inisyy=0szz=0sxx=0j=67,76 i=131,140propd=1500s=7.70e8b=16.66e8f=10c=0.5e6j=64,65i=131,140propd=1500s=20.00e8b=33.33e8f=15c=1.05e6j=67,76i=131,140step500saveb19.SAVrestb19.SAVMni=121,130J=49,62inisyy=0szz=0sxx=0j=64,65 i=121,130inisyy=0szz=0sxx=0j=67,76 i=121,130propd=1500s=7.70e8b=16.66e8f=10c=0.5e6j=64,65i=121,130propd=1500s=20.00e8b=33.33e8f=15c=1.05e6j=67,76i=121,130step500saveb20.SAVrestb19.SAVMni=121,130J=49,62inisyy=0szz=0sxx=0j=64,65 i=121,130inisyy=0szz=0sxx=0j=67,76 i=121,130propd=1500s=7.70e8b=16.66e8f=10c=0.5e6j=64,65i=121,130propd=1500s=20.00e8b=33.33e8f=15c=1.05e6j=67,76i=121,130step500saveb20.SAVrestb20.SAVMni=119,120J=49,62inisyy=0szz=0sxx=0j=64,65 i=119,120inisyy=0szz=0sxx=0j=67,76 i=119,120propd=1500s=7.70e8b=16.66e8f=10c=0.5e6j=64,65i=119,120propd=1500s=20.00e8b=33.33e8f=15c=1.05e6j=67,76i=119,120step100saveb21a.SAVrestb21a.SAV;Mni=101,110J=49,62;inisyy=0szz=0sxx=0j=64,65 i=101,110;inisyy=0szz=0sxx=0j=67,76 i=101,110;propd=1500s=7.70e8b=16.66e8f=10c=0.5e6j=64,65i=101,110;propd=1500s=20.00e8b=33.33e8f=15c=1.05e6j=67,76i=101,110;step500saveb22a.SAVrestb22a.SAVTitledis=9mnosupportinterface12asidefrom119,48to201,48bsideFROM119,64to201,64interface12ks=14.7e6kn=588e6c=0.1e6fri=25interface13asidefrom119,48to201,48bsideFROM119,49to119,63interface13ks=14.7e6kn=588e6c=0.1e6fri=25interface14asidefrom119,64to201,64bsideFROM119,49to119,63interface14ks=14.7e6kn=588e6c=0.1e6fri=25step2000savetryb1a.SAVresttryb1a.SAVstep2000savetryb2a.SAVresttryb2a.SAVstep2000savetryb3a.SAVresttryb3a.SAVstep2000savetryb4a.SAVresttryb4a.SAVstep2000savetryb5a.SAVresttryb5a.SAVstep2000savetryb6a.SAVresttryb6a.SAVstep2000savetryb7a.SAVresttryb7a.SAVstep2000savetryb8a.SAVrestb21a.SAVMni=117,118J=49,62inisyy=0szz=0sxx=0j=64,65 i=117,118inisyy=0szz=0sxx=0j=67,76 i=117,118propd=1500s=7.70e8b=16.66e8f=10c=0.5e6j=64,65i=117,118propd=1500s=20.00e8b=33.33e8f=15c=1.05e6j=67,76i=117,118step100saveb22b.SAVrestb22b.SAVTitledis=8mnosupportinterface12asidefrom117,48to201,48bsideFROM117,64to201,64interface12ks=14.7e6kn=588e6c=0.1e6fri=25interface13asidefrom117,48to201,48bsideFROM117,49to117,63interface13ks=14.7e6kn=588e6c=0.1e6fri=25interface14asidefrom117,64to201,64bsideFROM117,49to117,63interface14ks=14.7e6kn=588e6c=0.1e6fri=25step2000savetryb1b.SAVresttryb1b.SAVstep2000savetryb2b.SAVresttryb2b.SAVstep2000savetryb3b.SAVresttryb3b.SAVstep2000savetryb4b.SAVresttryb4b.SAVstep2000savetryb5b.SAVresttryb5b.SAVstep2000savetryb6b.SAVresttryb6b.SAVstep2000savetryb7b.SAVresttryb7b.SAVstep2000savetryb8b.SAV应力y

压应力y最大值在上分层边界右侧2—3米处，应力值高达111.5MPa。

从上分层边界至综采区留八米煤柱（无支架）的附近局部图可以看出，煤柱已有较大区域破坏。

从上分层边界至综采区留八米煤柱（无支架）的附近局部图可以看出，煤柱有较大的侧向位移

从上分层边界至综采区留八米煤柱（无支架）的附近局部图可以看出，煤柱已有较大区域破坏，但仍有较大的速度，说明变形还将继续，即没有稳定。综上所述，上分层边界至综采区留八米煤柱（无支架），将导致煤柱整体破坏。要保证开采安全，必须采取支护措施。4．模拟综采对应力、变形影响（1）综采区开挖（综采区开挖下半部分留三米煤柱，综采区开挖上半部分留九米加支架）后模拟变形图

应力y图压应力y最大值发生在综采区边界左侧1.0—1.5米处，应力值高达117.5MPa。

局部应力y图局部变形图局部位移图例题1titPrandtl'swedgegr10,10*Mohr-Coulombmodelmmprops=.3e8b=1e8d=1000fri=0coh=1e5*extendgridboundariesabitgen0,00,1520,1520,0rat1.2.8*applytheboundaryconditionsfixxi=1j=1,11fixxyj=1

fixxyi=11

*rigidfootingmovingatconstantvelocityfixxyi=1,4j=11iniyv=-1e-3i=1,4j=11*displacementhistoryunderfootinghisnste=1hisydisi=6j=11*solvewithnewlimitssolvef=2e-2t=40s=1000savefoot.savsetlogonprydreturn分析与思考屏幕打印位移图，此时最大位移超过1米，数值已达到大变形。但因没有设置大变形，无法显示大变形。若设置大变形，再次计算。虽能显示大变形，但有可能导致大变形引起的网格几何形状错误，无法继续计算。思考：设置大变形，是否影响计算结果的数值？为什么？例题2tit*Granularslopeundergravitationalloadgr20,10*Mohr-Coulombmodelmm*warpgridtoformaslope-firstuselinecommandto*formslopefacegenline5,39,10*markareaofslopeinfrontoffacesothattworegionsareformedmarki=1,6j=4*nullregioninfrontofslopemodnullreg=1,10*soilproperties-notelargecohesiontoforceinitialelastic*behaviorfordetermininginitialstressstate.Thiswillprevent*slopefailurewheninitializingthegravitystressesprops=.3e8b=1e8d=1500fri=20coh=1e10*displacementhistoryofslopehisnste=1hisydisi=10j=10*displacementboundaryconditionsfixxi=1fixxi=21fixxyj=1*applygravitysetgrav=9.81*solveforinitialgravitystressessolve*resetdisplacementcomponentstozeroinixdis=0ydis=0*saveinitialstatesavehill1.sav*setcohesionto0propcoh=0*uselargestrainlogicsetlargestep200savehill2.savstep200savehill3.savreturn分析与思考在genline5,39,10，marki=1,6j=4后输入命令:plotgrmark显示表明：Mark的点把计算域分成二个区域，即line5,39,10中的点一定是Mark的点。思考：把marki=1,6j=4改成marki=1,4j=4再执行modnullreg=1,10有什么不同？执行modnullreg=i,j时应注意事项例题3confp_strtitBeamwithendsheargr30,6*5:1beamwith6zonesacrosswidthmepropd=1000bulk=1e8shear=.5e8*clampendofbeamfixxyi=1*applyendshearapplyyforce=-0.142857e5i=31j=1,7*(loadof1e5units)step3500savecolmn.savreturn分析与思考用confp_str定义求解问题类型用applyyforce=-0.142857e5i=31j=1,7定义（作用于节点）集中力均匀分布载荷可以用applysxy定义复杂分布载荷可以用等效节点代替。思考：继续加step命令，位是否继续无限制地增加？例题4titHoleinanelasticmedium*generatethegridgr20,20*elasticmodelme*giveinitialgridcoordinatesandgrademeshtoboundariesgen0,00,66,66,0rat1.21.2*generateaquartercircleinlowerlefthandcornerofgrid*usingthearcfunctiongenarc0,01,090*elasticpropertiesprops=2.9e9b=3.9e9dens=2500*initialstressesinisxx=-30e6syy=-30e6*boundaryconditionsforaquartersymmetryproblemfixxi=1fixyj=1fixxyi=21fixxyj=21*monitorhistoryofdisplacementsattunnelperipheryhisnste=1hisydisi=1j=12hisxdisi=12j=1*solveforinitialstressstatesolve*nowexcavateholemodnullregion=1,1*timesteptoequilibriumstep500*createasavefilesaveehole.sav*returntointeractivemodereturn分析与思考该问题应用了对称性，取1/4为研究对象。注意：开挖前后不平衡力的变化。思考：对称轴的边界条件？输入命令:plotgrmark显示表明的mark点位置？加step10000位移的变化？再加step10000位移的变化？例题5titHoleinelasto-plasticmediumgr20,20*Mohr-Coulombmodelmm*samegridasinpreviousexamplegen0,00,66,66,0rat1.21.2genarc0,01,090props=2.9e9b=3.9e9dens=2500fric=30coh=3.45e6inisxx=-30e6syy=-30e6fixxi=1fixyj=1fixxyi=21fixxyj=21hisnste=1hisydisi=1j=12hisxdisi=12j=1solvemodnullregion=1,1step500savephole.savreturn分析与思考该问题应用了对称性，取1/4为研究对象。注意与前例进行对比，考察材料模型不同引起的差异。例题6titHoleinananisotropicmediumgr20,20*samegridasinpreviousexamplesmanisgen0,00,66,66,0rat1.21.2genarc0,01,090props=.1103e6xm=.976e6ym=.953e6nuy=.167nuz=.165ang=0.propdens=2000*applyinsitustressesandboundarystressesofsamemagnitude-*willbeinequilibriuminisxx=-.5e6syy=-1e6*applyboundarypressuresapplypress=1e6i=1,21j=21applypress=-.5e6i=21j=21,1*onlysymmetrylinesrequirefixeddisplacementsfixxi=1fixyj=1*displacementhistorieshisnste=5hisydisi=1j=12hisxdisi=12j=1solvemodnullregion=1,1step1500saveanhole.savreturn分析与思考该问题应用了对称性，取1/4为研究对象。注意与前例进行对比，考察材料模型不同引起的差异。例题7configp_stressgr102meprops9e9b10e9d2400setlargefixyj1i1fixyj1i11applyyforce-1e7j3i6structcablebeg.1.1end9.9.1seg12prop1strucprop1yi1e6kb1e9sb1e7e200e9a2e-4hisydispi6j3solvef1e5s1000cl15return分析与思考该问题类似于钢筋混凝土简支梁中部受集中力作用。锚杆的设置用命令plotcf或prstrcab的输出锚杆工作时的轴力。思考：改变锚杆的参数：如yi由1e6变成1e4改变锚杆的位置及有无锚杆对应力变形影响。例题8gr55mmprops.3e8b1e8d1600fric20coh0fixyj1fixxi1fixxi6setlargehistnstep1hisxdisi3j6setgrav9.81solvemni3j35strucprop1e200e9i2.3e-5area4.8e-3strucbeambeggr36endgr46s3pr1structbeambeggr34endgr44s3pr1return分析与思考梁的设置strucbeambeggr36思考：加step2000出现因网格形状破坏，无法继续计算？如何解决？考察梁的参数的影响。例题9configp_stressgr220megen-.50-.510.510.50propd2000b1e8s.5e8setgrav9.81fixxyj1applyxforce0.5e5i13j21setlargeret例题10gr1010meprops.3e8b1e8d1600fixxi1fixxi11fixyj1setgrav9.81solvestrucprop1e17.58e9i.0104a.5strucprop2e200e9i2.3e-5a4.8e-3strucbeambeggr511endgr711seg1pr1strucbeambegnode1end413seg2pr2strucbeambegnod4end613seg2pr2strucbeambegnod6endnod2seg