岩体非连续破坏模拟与应用
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作者崔铁军，王来贵
出版社科学出版社
ISBN9787030601612
出版时间2019-03
版次1
装帧平装
开本16开
纸张胶版纸
页数204页
字数233千字
定价98元
货号SC:9787030601612
上书时间2024-12-24
商品详情
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内容简介:
本书结合矿业工程中发生的一些灾害现象，研究其中岩体非连续破坏的定性和定量特征，使用颗粒流理论和方法对这些破坏现象进行模拟和分析。现象包括：岩体地震破坏、岩体爆破、煤岩体自燃、开采过程冲击地压等；研究对象包括：尾矿库、边坡、巷道、采空区等。主要内容包括：（1）岩体结构建模方法；（2）岩体爆破过程模型研究与应用；（3）岩体位移及沉降模拟与分析；（4）残煤自燃过程模拟与分析；（5）岩体地震破坏过程模拟与分析；（6）冲击地压过程模拟与分析。本书论述了作者研究期间提出的一些描述岩土体非连续破坏过程的模型和方法。
摘要:
章绪论
1.1研究工作的目的和意义
目前，岩体的灾变过程研究取得了较大进展，但也存在明显问题。
相似实验和基于连续性理论的岩体灾变过程研究存在先天不足，特别是对非连续性破坏的研究。对于实验台，其实验尺度对结果具有不可忽略的影响，模型难以1:1建立。另外，模型的制作相当耗费人力、财力和时间。为弥补实验的不足，提出使用模拟对难以制作的模型及难以出现的现象进行分析。对于模拟，基于连续性介质理论的模拟破坏过程也存在一定不符合实际过程的缺点。例如，AN-SYS、FLAC及ADINA等模拟软件是基于连续介质理论的，一般情况下只能模拟破坏后的岩体变形，即连续性破坏；不能模拟实际过程中的岩体断裂、破碎现象。这样的模拟结果难以描述岩体地震及爆破破坏、煤岩自燃破坏、冲击地压等动力作用后的岩体非连续破坏现象。但是，这些现象在实际生产生活中是普遍存在的，是不可回避的工程及科学问题。
上述问题的主要矛盾在于连续与非连续、静态与动态之间的转化。此时，需要同时具备连续与非连续、静态与动态模拟能力的理论与方法对该问题进行解决。颗粒流理论是目前较好的解决方案，可同时描述固体在连续和非连续过程中受到动力破坏作用后的变形、破裂、分离、抛射和坍塌等过程，是解决上述问题的有效途径。
因此，本书目的在于借助颗粒流理论，并进行二次模型开发，对岩体进行建模，从而研究其在动力作用下发生的从静态到动态、从连续到非连续的破坏过程。涉及的动力作用包括地震、爆破、自燃、冲击地压等；研究对象为岩体，包括尾矿库、边坡、采空区、上覆岩层等。
非连续破坏在实际生产生活中比连续破坏更为普遍。对岩体非连续破坏进行研究也是学术界的热点。本书进行的研究是探索性的，力求在定性和规律层面上得到一些有益的结果。
1.2研究现状和存在的问题
学术界对岩体非连续破坏形式的研究是多样的，这里给出与本书相关的研究现状和存在的问题。
1.2.1岩体建模方法
PFC3D是Itasca公司2008年发布的一款高端产品，特别适合复杂机理性问题的研究[1]。在岩体工程中可用来研究结构开裂、堆石材料特性和稳定性、矿山崩落开采、边坡解体、爆破冲击等一系列传统数值方法难以解决的问题。PFC3D应用难度较大，对用户要求较高。
本书涉及使用PFC3D进行复杂山形建模、岩体建模和岩体接触面建模方面的研究。
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目录:
目录
《岩石力学与工程研究著作丛书》序
《岩石力学与工程研究著作丛书》编者的话
前言
章 绪论 1
1.1 研究工作的目的和意义 1
1.2 研究现状和存在的问题1
1.2.1 岩体建模方法 2
1.2.2 岩体爆破模拟方法 2
1.2.3 岩体位移及沉降模拟方法 3
1.2.4 煤岩自燃模拟方法 5
1.2.5 岩体地震模拟方法 6
1.2.6 冲击地压模拟方法 7
1.3 颗粒流理论 9
1.3.1 颗粒流与PFC 3D 9
1.3.2 物理模型 10
1.3.3 接触模型 11
1.3.4 阻尼模型 16
1.3.5 热力耦合模型 17
1.3.6 边界条件施加 18
1.3.7 一般构建过程 18
1.3.8 计算循环实现 19
1.3.9 细观参数标定 20
1.4 本书主要内容及研究特色 22
参考文献 22
第2章 岩体建模方法 31
2.1 山地造形方法 31
2.1.1 山形构建方法 32
2.1.2 山形网格构建 32
2.1.3 山形数据处理 33
2.1.4 山形模型构建 33
2.2 下落法构建岩体模型 34
2.2.1 尾矿库模型构建 35
2.2.2 PFC 3D模型构建 37
2.2.3 下落法建模过程 39
2.2.4 煤堆模型构建 42
2.3 岩体中不整合面构建 43
2.3.1 岩层接触形式 43
2.3.2 接触面构造方法 44
2.3.3 接触面模型构建 45
2.3.4 模拟与结果分析 52
2.4 小结 53
参考文献 54
第3章 岩体爆破过程模拟 55
3.1 边
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