(35)-9.2物理相似模拟与数值模拟的总结对比

物理相似模拟与数值模拟的总结对比2物理相似模拟与数值模拟的总结对比步骤物理相似模拟数值模拟收集材料1.分析地质条件，获得煤岩层综合柱状图；2.通过实验得到岩石力学物理力学特性参数；3.了解地质概况，确定模拟的目标与问题；1.分析地质条件，获得煤岩层综合柱状图；2.通过实验得到岩石力学物理力学特性参数；3.了解地质概况，确定模拟的目标与问题；3步骤物理相似模拟数值模拟确定几何相似比1.计算关键层位置，确定模拟的层数和层位，计算出模拟煤岩层的高度；2.根据已有试验台的尺寸和计算出的模拟高度，确定几何相似比；3.需考虑模型边界效应，圣维南原理；1.计算关键层位置，确定模拟的层数和层位，计算出模拟煤岩层的高度；2.数值模拟的几何相似比一般为1:1；3.需考虑模型边界效应，圣维南原理；物理相似模拟与数值模拟的总结对比4步骤物理相似模拟数值模拟确定相似材料1.选取模拟相似材料时，模型和原型相应部分材料的主要物理力学性质要相似；2.材料的力学性质稳定，不易受环境改变的影响；3.材料要易于获取，制作方便，便于铺设；4.当混合材料改变配比时，可以使其力学指标大幅度变化；1.由于数值模拟是在计算机软件中进行的，无需真正的模拟材料，因而也不需要确定密度相似比、应力相似比，只需要通过程序编码的方式，对设计的数值模型进行物理力学性质的属性赋值即可；物理相似模拟与数值模拟的总结对比5步骤物理相似模拟数值模拟确定密度相似比1.当相似模拟材料确定以后，一般选取相似材料的平均密度，与煤岩的平均密度作比，以确定密度相似比；1.需选择模拟岩层的力学准则（摩尔-库伦）；2.需划分岩层的层理和节理；3.对岩层、层理、节理赋属性；确定应力相似比1.根据已经确定的几何相似比和密度相似比，从而确定应力相似比；不连续面的处理1.在物理相似模拟实验中，常采用在铺设层与层之间铺云母粉的方法模拟不连续面；物理相似模拟与数值模拟的总结对比6步骤物理相似模拟数值模拟模型计算和铺设1.根据相似理论求出所有相似比，并由相似比得出模型的参数表；2.由模拟地层的取舍原则确定模型分层方案，得出分层方案表；1.创建包括整个模拟范围的块体，对块体按柱状图岩层分层；2.规划出巷道并对开挖部分进行开采分组；3.根据各岩层力学参数对分层块体进行合理的节理生成；物理相似模拟与数值模拟的总结对比7步骤物理相似模拟数值模拟模型计算和铺设3.通过查相似材料配比表得出出各岩层合适的材料配比，然后按照相似比计算各相似材料的用量得到配比参数表；4.设计监测方案；5.计算模型载荷；6.分层方案表、配比表和监测方案，铺设模型和监测系统4.划分网格，定义模型各层块体中单元的大小；5.给块体赋予材料模型和所需性质参数；6.给节理赋予材料性质参数；7.对模型施加边界条件和初始条件；物理相似模拟与数值模拟的总结对比8步骤物理相似模拟数值模拟加载设计1.当物理相似模型铺设的层数直接到达地表，则无需另外施加外力；2.当无需铺设到地表时，就需要对模型施加外载荷来代替上部岩层的自重；1.数值模拟采用程序编码的方式，可以直接对模型的边界条件施加约束；2.施加等效载荷；物理相似模拟与数值模拟的总结对比9步骤物理相似模拟数值模拟模型开挖1.对模型进行加载，时刻校正模型载荷；2.每隔一段时间，测定模型的湿度，待模型晾干以后标记模型表面位移测点；3.安装调试数字照相系统和数据监测系统，准备进行模型开挖；4.按照预先设定步骤进行分步开挖，注意时间相似比。1.求解模型的最大不平衡力，使模型达到平衡状态；2.设定测线的位置和数据量；3.按照预先设定步骤，对模型开挖，如开挖巷道，需对巷道进行支护；4.工作面需分步开挖，每开挖一次需保存一次文件。物理相似模拟与数值模拟的总结对比10步骤物理相似模拟数值模拟数据监测1.通过数码照相机观测模型，记录开挖过程中岩层的运移过程，后期可得出位移矢量云图；2.通过应变片和静态应变仪可监测岩层所布置测点处的