Rocscience 应用案例 · 第 6 页
Rocscience 应用案例、建模方法与工程分析实践，按发布时间由近到远浏览，第 6 页。
深部开采岩爆机理数值分析方法与应用
应 用 自行开 发 的岩 石 破裂 与失稳 分 析数值工 具 ( R F P A 系统 ) , 模拟 了 深部 开采 中岩爆 的发 生 、 发展 全 过 程 , 用应 力场 分布再现 了岩爆和 破坏失 稳 的 机 理 . 并 结合辽 宁抚顺红 透 山铜矿 深 部 开采 及其岩爆问题 , 进 行数值模拟 , 结 果 表明 , 岩 爆 的 发生 是 可 以 预 测 的 , 并提 出了 岩爆 预测 新方 法 .
阅读详情瑞典 Ӓspӧ APSE 岩柱热弹性耦合特性与数值模拟
瑞典 sp Ӓ ӧ 硬岩地下实验室开展的 APSE 试验的主要目的在于分析岩柱在开挖及加热过程中的力学响应及渐进 破坏过程，其岩柱热–力耦合特性的数值模拟研究是国际合作研究计划 DECOVALEX-2011 项目的 3 大研究课题之一。 采用热弹性耦合模型研究了 APSE 岩柱在开挖及加热过程中的应力、变形及温度变化规律，表明热弹性耦合模型对完 整致密岩体的热-力耦合特性具有较好的描述能力，计算结果总体上反映了岩柱在开挖及加热过程中的应力调整和温度 变化特征，并可对岩柱壁面的破坏特征及扩展规律进行定性解释。但因缺乏对岩体中多相流运动过程和渐进破坏过程 的描述能力，热弹性耦合模型也表现出较大的局限性。研究成果对中国北山预选区核废料硬岩储库围岩的稳定性评价 具有一定的参考意义。
阅读详情论完整岩体的现场强度
目前国际上普遍认为完整岩体的现场强度近似等于(0.40.1)c，其中，c为室内岩石单轴抗压强度。此外， 也有学者建议原位岩体的破坏强度，即地下工程围岩的启裂强度，可等价于室内单轴压缩试验或现场微震监测确 定的岩石裂隙初始的应力；其原理主要以基于 Kirsch 解析解或简化的数值模拟(光滑的开挖边界)来近似表达隧道 开挖面上的最大切向应力max。然而，这些方法均忽略了开挖边界的几何非规则性对计算结果的影响。经论证表 明，若考虑开挖面的几何非规则性因素，完整岩体的现场破坏强度并不等于(0.40.1)c，其破坏强度可高达 (0.80.05)c。以加拿大地下实验室 Mine-by 试验隧道为例，并以该隧道的实际断面形状为几何边界条件，采用有 限元软件 Phase 2 模拟隧道围岩的渐进破坏过程。研究结果表明，当原位岩体强度为 0.8c时，模拟结果与实际观 测结果具有很好的一致性。因此，忽略开挖边界的几何非规则性而解读的原位岩体强度(0.40.1)c 仅是“等价” 强度值，其低估了岩体的实际强度。
阅读详情阿舍勒铜矿深部巷道支护方案优化研究
针对阿舍勒铜矿二期工程开采范围、矿 岩 特 性 以 及 矿山深部不同地段多种支护形式的现状，通过室内试验和矿 山调查、数值模拟与理论分析，得出以下结 论：３种 支 护 方 式 对巷道的支护有助于获得合理结果的是喷锚网联合支护，建议对Ⅲ级围 岩（铜硫矿和黄铁矿）采用素喷混凝土支护或锚杆支护，对Ⅳ 级围岩（凝灰岩）采用联合支护，在围岩完整性差时采用浇灌 或者钢拱架支护。
阅读详情基于分析分解模型数值试验的围岩力学参数估算
地下硐室围岩因结构面存在稳定性显著降低，且受结构面影响难以进行力学参数室内试验测定，导致不同围岩力学参数难以准确表示。提出一种采用分析分解模型数值试验估算围岩力学参数的新方法，依据围岩分类体系结果，借助FracSim 3D程序构建不同围岩类别的三维结构面网络模型，并通过x，y，z方向截取二维结构面网络图以反映岩体各向异性特征，实现构建分析分解模型; 之后，应用已有试验成果将分别得到的对应的完整岩块及相关 结构面的力学参数值作为模型基本输入参数; 最后，应用有限元法(Phase 2D程序) 建立其对应的岩体结构数值模型，通过有效控制边界条件实现对单轴压缩、三轴压缩等试验的模拟，即实现用宏观等效的岩体模型来预测岩体强度与变形特性，进而完成对不同类别围岩力学参数值的确定。
阅读详情节理岩质边坡稳定性概率分析
为合理评价某节理岩质边坡稳定性，将节理网络有限元（JFEM）与Rosenbluth点估计法相结合建立边坡节理网络概率模型。计算结果表明：天然状态下该边坡整体稳定性较好，但浅表部有部分岩体由于风化以及结构面相互切割的影响，易形成不稳定块体以“滑移－拉裂”的形式失稳。本文的分析方法考虑了结构面非贯通、随机发育的特性以及岩体强度参数（内摩擦 角和黏聚力）的变异性，使得评价结果更加合理、可靠。
阅读详情基于Slide的某红层路堑边坡稳定性分析
红层具有特殊的工程性质，是有名的易滑地层。采用加拿大 Ｒocscience 公司研发的 Slide 软件对川南某红层路堑 边坡稳定性进行模拟，分析边坡在不同工况下的稳定性。根据无支护边坡稳定性计算结果，为边坡支护位置和支护参数 提供参考。川南地区降雨量充沛，持续降雨是诱发边坡失稳的一个重要因素。在饱和—非饱和渗流理论的基础上，模拟 了降雨强度、降雨历时对该边坡稳定性的影响，分析坡体内渗流规律。模拟结果表明: 随着降雨的进行，坡体内孔隙水压 力不断增大，非饱和区最大基质吸力不断减小，岩土体抗剪强度不断降低，导致边坡稳定性系数不断下降。在相同降雨 历时条件下，降雨强度越大，坡体内孔隙压力变化越快，边坡稳定性系数下降也越快。
阅读详情建筑荷载作用下城市地面沉降地理信息模型
密集建筑群以及高层建筑荷载引发的地面沉降是一个日益严重的城市灾害问题．本文以天津市东南沉降区 为例，从地理信息模型基本理论和建筑荷载引发地面沉降的机制出发，综合考虑了建筑容积率、土壤竖向应力、压缩层厚 度、土体压缩模量、地下水的埋深和弱透水层渗透性６个诱发因子对沉降的影响，构建了建筑荷载作用下城市地面沉降 地理信息模型．通过实际应用和 ＲＯＣ检验，模型的 ＡＵＣ值达到０．８５，证明此模型能够准确清晰地反映沉降变形的大小 和趋势，从而为城市地面沉降的分析与计算、总结建筑荷载作用下城市地面沉降的变形规律奠定了基础．
阅读详情应用美国标准锅炉基础沉降计算分析研究
结合建设项目，研究美国标准中对地基沉降计算及沉降限值的规定，正确使用标准进行设计工作．美国标 准规定基础沉降由瞬时沉降、固结沉降与次固结沉降３部分组成．参考项目建设场地为砂土或砂屑岩层，沉降计 算需要考虑瞬时沉降与固结沉降２部分，结合美标参考书的计算方法以及有限元分析软件，采用简化计算模板 Ｓｃｈｍｅｔｅｒｍａａｎ法、Ｓｅｔｔｌｅ３Ｄ三维空间分析法、土体－基础协同工作有限元分析法３种计算模式对锅炉基础变形进 行验证．由于美标在定义地基承载力时同时考虑地基变形因素，正常情况下基础的沉降总量都能得到很好控制， 而差异沉降则需更加关注．锅炉设备供应商法国 ＧＥ公司对炉架差异沉降要求高于美标要求，３种方法计算结果 沉降总量及差异沉降均满足 ＧＥ要求，同时验证简化方式Ｓｃｈｍｅｔｅｒｍａｎｎ法的可使用性．
阅读详情基于Slide软件的边坡安全分析
针对东莞某已失稳边坡，采用加拿大Rocscience公司开发的Slide软件进行分析计算的基础上，结合理正软件，得出了山体边坡在自然状态下稳定系数约为1.1，处于临界失稳状态。并提出了有针对性的失稳边坡加固治理方案。
阅读详情有限元局部强度折减法在砂泥岩互层边坡中的应用
常规的有限元强度折减法是对边坡的所有岩土体材料进行全局折减，实际上边坡的材料折减并不是同时折减的。基于 Phase2 软件，分别采用了全局强度折减法和局部强度折减法对一典型砂泥岩互层边坡进行计算分析。结果表明: 当采用有限元局部 强度折减法时，砂岩和泥岩接触面发生的变形最大，最大剪应变也最大，坡体极易从该潜在滑移面发生破坏，符合实际工程情况，同 时，采用极限平衡法对其进行稳定性分析，得到的稳定性系数相近。
阅读详情深部构造地应力对巷道稳定性影响研究
为了解决深部巷道围岩稳定性问题，研究了深部构造地应力对巷道围岩稳定性的影响。 采用套孔应力解除法对锦丰金矿深部地应力进行了实测，结果显示: 其应力场属于构造应力场类 型，最大水平主应力与垂直地应力比值达到 1． 5。基于地应力分布特征，采用 Rocscience 公司开发 的 Phase2 软件进行数值模拟和现场观测等，研究了构造应力对巷道稳定性的影响。研究结果表 明: 巷道未加固时，巷道最大位移处位于巷道两帮和底板中央处，最大位移量为 0． 14 m，巷道塑性 剪切破坏区半径为 1． 5 m; 采用 Phase2 软件进行支护参数优化，确定最终支护方式和参数。该研究 结果对矿山深部巷道支护提供了一定的理论依据。
阅读详情铜山口铜矿露天采场边坡平面破坏研究
为了得到铜山口铜矿露天采场南边坡与西边坡的稳定性，采用 ＲｏｃＰｌａｎｅ２．０分析软件对边坡台阶进行 了平面破坏稳定性研究。研究结果表明：１）受力在Ｉ～Ⅵ条件下，边坡的安全系数依次降低；在张裂缝、爆破振动力 与地震力影响因素的控制对比下，地震力对边坡稳定性的影响较大。２）南边坡与西边坡台阶高度为１２ｍ，坡面角 ≤７５°时，６种受力情况边坡的安全系数均大于许用安全系数，边坡台阶不会发生平面破坏；台阶高度为２４ｍ，坡面 角≤７５°时，６种受力情况边坡的安全系数均大于许用安全系数，边坡台阶不会发生平面破坏。３）建议在台阶并段 开采（２４ｍ）时，其台阶的坡面角为７５°。研究结果可为矿山安全生产设计提供参考。
阅读详情基于DEM的西藏线性构造研究
线性构造是断层等构造活动在地貌演化过程中产生的痕迹，具有判断及指示构造几何特征的重 要意义。文中提供了一套较为完整的线性构造提取与分析的方法: 首先以数字高程模型为基础，经一系列前期 处理后利用已有遥感影像处理软件 PCI Geomatica 提取线性构造，最后通过 ArcGIS、Ｒocscience 等统计分析线性 构造特征。西藏地区的线性构造在不同构造单元变化明显，其中古特提斯沉积岩带，和藏北湖区虽都以近东西 向线性构造为主，但前者南北向线性构造较后者发育; 温泉出露众多的冈底斯岩浆岩带则以近南北向的线性构 造为主。不同规模、不同走向的线性构造将西藏丰富的地表水与地下水、冷水与地热水、淡水与咸水联系起来， 形成独具特色的西藏水资源。
阅读详情基于节理网络有限元的柱状节理岩体等效变形模量结构效应研究
因其特殊的地质成因，柱状节理成为一种具有强烈非连续性及各向异性的特殊岩体结构。以白鹤滩水电工程设计、 建设中所遇到的柱状节理玄武岩体为背景，针对柱状节理岩体的等效变形模量问题，在探讨了其结构效应表征参数的基础上， 利用节理网络有限元为工具，研究各结构效应表征参数对柱状节理岩体等效变形模量的影响。研究结果表明：在柱轴线横向 平面上，对于柱体不规则程度，当柱体完全不规则相对于完全规则情况，等效模量提高大约 10%左右；在其他条件不变情况 下，当柱体平均边长从 0.1 m 增加至 0.5 m 时，等效模量从 5.36 GPa 增加至 23.4 GPa；对不同加载方向的研究结果表明，柱 状节理在柱轴横向平面上可以视作各向同性；当节理刚度线性递增时，相应的岩体等效模量也基本符合线性递增的规律。在 平行柱体轴线平面，节理组 2 间距越大，柱状节理岩体的等效变形模量越大；随着错距比的增加，柱状节理岩体的等效变形 模量呈现先增加后减少的趋势，当错距比为 50%时，节理岩体的等效变形模量取最大值；对于节理刚度的影响，与柱轴横向 平面类似的，随柱体轴线平面上节理刚度的线性增加，相应的岩体模量也基本符合线性递增的规律。该研究成果与已有的现 场研究成果及三维数值模型成果相比，吻合良好。说明了文中提供的研究结论具有较好的可信度及参考价值。
阅读详情局部高陡边坡对排土场整体稳定性的响应规律
采用现场调查和数值分析相结合的方法，基 于 简 化 Ｂｉｓｈｏｐ法极限平衡理论，对排土场４个边坡剖面分别考虑正 常、暴雨和特殊３种工况，共进行２４次边坡静力和地震动力 稳定性计算分析，并以安全系数表征。根据排土场安全度， 分３种计算工况提出了稳定性分级标准，在此基础上预测了 临界安全系数值对应的总边坡角。结果表明：局部高陡边坡 对边坡整体稳定性的影响主要发生在暴雨和特殊工况下，正 常工况时影响不大；数值计算得出的最危险滑动面均发生在 过高和过陡的局部台阶位置，与 现 场 勘 查 结 果 吻 合；当 前 边 坡总坡角每上升２°，安全系数平均降低了一个等级。
阅读详情在复杂沉积域中利用Slide3和RS3优化边坡稳定性
本文将介绍Slide3和RS3在博兹夏科尔矿区的应用。
阅读详情地下洞室围岩脆性破坏时的应力特征研究
在高应力作用下，岩爆、钻孔崩落、片帮都是地下空间硬脆围岩中常见的破坏现象，这三类现象本质上均可归于完 整岩体的脆性破坏，它们分别反映了高应力作用下完整岩体不同的破坏程度。通过对前人关于岩爆判据、钻孔崩落判据和片 帮应力强度比判据研究成果的类比分析可知，这些脆性破坏现象在破坏时具备相同的应力背景条件。脆性破坏的应力条件可 以用地下空间周边切向最大应力与岩石单轴抗压强度之比（σθ max /σ ci ）或者工程区最大主应力与岩石单轴抗压强度之比 （σ1 /σ ci ）来描述，两种指标本质上反映了相同的应力背景条件。对于σθ max /σ ci ，σθ max /σ ci = 0.4 ± 0.1 是发生脆性破坏的 应力临界条件；对于σ1 /σ ci ，σ1 /σ ci = 0.15 ± 0.05 是发生脆性破坏的应力临界条件。大量的工程实例和基于 Hoek-Brown 强 度准则的力学分析也证明了这一背景条件的正确性。这里两种指标都取了一个范围，主要是由于不同的岩体分级、岩性和工 程地质条件会对指标的界定产生较为显著的影响。
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