midas数值模拟软件应用

1、某露天煤矿4-4剖面边坡稳定性分析与沿走向开采的数值模拟1概况以实测4-4剖面为分析对象（如图1），根据钻孔资料确定上覆岩层属性，建立数值模拟分析模型，模型走向长300m、倾向234.17 m、高度为117.975m，模拟计算时需要考虑排土场附加荷载的影响。排土场高15.414m，其坡角35°，距离露天坡肩距离30m。具体各层参数如表1.图1 实测4-4剖面分布图表1岩体力学参数表岩 性密度/103kg/m3内摩擦角/°凝聚力/kPa泊松比弹性模量/MPa抗压强度/ MPa表 土1.5824140.2331.5砂 岩2.537331110.2550002.43泥 岩2.31

2、434520.3512501.09煤1.4532.72010.3012002二维数值模型排土场高15m，其坡角35°，距离露天坡肩距离30m。二维模型共有1580个节点，1239个单元（如图2）。破坏判据采用莫尔-库仑准则。2.1 二维网格划分图2 4-4剖面二维数值模型2.2 二维模型稳定性分析2.2.1 稳定系数：1.38752.2.2 位移及应力云图如图（a）、（b）图（a）4-4剖面Z方向位移变化色谱图图（b）4-4剖面Z方向应力变化色谱图3三维模型三维模型共有24692个节点，29736个单元（如图3）。破坏判据采用莫尔-库仑准则。模型参数取表1。沿走向开挖10步，前3步2

3、0m，中间4步10m，后3步20m，共开挖160m。图3 4-4剖面三维数值模型3.1第一步开挖3.1.1位移云图图3.1.1 开采20m后4-4剖面Z方向位移变化色谱图3.1.2应力云图图3.1.2(a)开采20m后4-4剖面Z方向应力变化色谱图图3.1.2(b) 开采20m后4-4剖面XZ平面剪应力变化色谱图3.2第二步开挖3.2.1位移云图图3.2.1 开采40m后4-4剖面Z方向位移变化色谱图3.2.2应力云图图3.2.2(a)开采40m后4-4剖面Z方向应力变化色谱图图3.2.2(b) 开采40m后4-4剖面XZ平面剪应力变化色谱图3.3第三步开挖位移云图图3.3.1 开采60m后4

4、-4剖面Z方向位移变化色谱图应力云图图3.3.2(a)开采60m后4-4剖面Z方向应力变化色谱图图3.3.2(b) 开采60m后4-4剖面XZ平面剪应力变化色谱图3.4第五步开挖3.4.1位移云图图3.4.1 开采80m后4-4剖面Z方向位移变化色谱图3.4.2应力云图图3.4.2(a)开采80m后4-4剖面Z方向应力变化色谱图图3.4.2(b) 开采80m后4-4剖面XZ平面剪应力变化色谱图3.5第七步开挖3.5.1位移云图图3.5.1 开采100m后4-4剖面Z方向位移变化色谱图应力云图图3.5.2(a)开采100m后4-4剖面Z方向应力变化色谱图图3.5.2(b) 开采100m后4-4剖面XZ平面剪应力变化色谱图3.6第九步开挖3.6.1位移云图图3.6.1 开采140m后4-4剖面Z方向位移变化色谱图3.6.2应力云图图3.6.2(a)开采140m后4-4剖面Z方向应力变化色谱图图3.6.2(b) 开采140m后4-4剖面XZ平面剪应力变化色谱图4 结论 由边坡稳定性分析可知，现状边坡安全系数Fs=1.3875，处于安全状态，通过沿走向开采的数值模拟，可知，随着开采宽度的不断增加，