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作者
孟庆彬宋子鸣刘滨李为腾王从凯辛学奎
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单位
中国矿业大学深地工程智能建造与健康运维全国重点实验室中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室山东科技大学山东省土木工程防灾减灾重点实验室
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摘要
FLAC3D内嵌的Cable原始单元不具有拉伸或剪切破断失效属性,高估了锚杆(索)的支护能力及对巷道围岩的控制效果,存在巷道支护失效的安全隐患。为解决Cable原始单元无法实现锚杆(索)破断失效的问题,提出了锚杆(索)拉伸、剪切、拉剪破断判据;基于Fish语言构建了考虑拉伸、剪切及拉剪作用的修正Cable破断单元模型及数值分析流程,完成了FLAC3D中锚杆(索)3种破断行为数值模拟的二次开发;开展了锚杆(索)破断模拟试验和锚喷支护巷道应用分析,修正的Cable拉伸-剪切破断单元模型的数值模拟试验结果符合预期,所开发的Cable破断单元模型兼有锚杆(索)拉伸和剪切破断的属性,较好地实现了拉剪荷载作用下锚杆(索)破断失效行为的模拟,数值模拟的锚杆(索)力学行为与工程实际更为相符。随着巷道埋深(应力水平)的增加,当锚杆(索)的变形量或受力状态达到其拉伸-剪切破断条件时,锚杆(索)则破断失效而无法再继续控制巷道围岩变形,锚杆(索)均有自身的支护适用性。
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关键词
FLAC3D二次开发锚杆(索)破断失效Cable破断单元支护适用性
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基金项目(Foundation)
国家重点研发计划项目(2021YFC2902103);国家自然科学基金项目(52074268,51704280);中国博士后科学基金项目(2021T140708);
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文章目录
1 锚杆(索)拉伸破断Cable单元开发及其数值模拟试验
1.1 锚杆(索)拉伸破断Cable单元开发
1.2 锚杆(索)拉伸破断Cable单元数值验证
2 锚杆(索)剪切破断Cable单元开发及其数值模拟试验
2.1 锚杆(索)剪切破断Cable单元开发
2.2 锚杆(索)剪切破断Cable单元数值验证
3 锚杆(索)拉伸-剪切破断Cable单元开发及其数值模拟试验
3.1 锚杆(索)拉剪破断Cable单元开发
3.2 锚杆(索)拉剪破断Cable单元数值验证
4 锚杆(索)拉伸-剪切破断Cable单元在巷道锚喷支护中的应用验证
1) Cable拉伸-剪切破断单元模型应用分析
2) 锚杆(索)支护适用性探讨分析
5 结 论
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DOI
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引用格式
[1]孟庆彬,宋子鸣,刘滨,等.FLAC3D锚杆(索)拉伸-剪切破断单元的二次开发及数值实现[J].采矿与安全工程学报,2025,42(01):180-193.