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ANSYS三维地应力场数值模拟方法应用研究

刘爱华 杨清 吴均平

刘爱华, 杨清, 吴均平, 2013. ANSYS三维地应力场数值模拟方法应用研究. 地质力学学报, 19 (2): 133-142.
引用本文: 刘爱华, 杨清, 吴均平, 2013. ANSYS三维地应力场数值模拟方法应用研究. 地质力学学报, 19 (2): 133-142.
LIU Ai-hua, YANG Qing, WU Jun-ping, 2013. A PRACTICAL ANSYS 3-D NUMERICAL SIMULATION METHOD FOR IN-SITU STRESS FIELD. Journal of Geomechanics, 19 (2): 133-142.
Citation: LIU Ai-hua, YANG Qing, WU Jun-ping, 2013. A PRACTICAL ANSYS 3-D NUMERICAL SIMULATION METHOD FOR IN-SITU STRESS FIELD. Journal of Geomechanics, 19 (2): 133-142.

ANSYS三维地应力场数值模拟方法应用研究

基金项目: 

国家重点基础研究发展计划项目 2010CB732004

详细信息
    作者简介:

    刘爱华(1963-), 男, 博士, 教授, 从事矿山开采技术与安全管理领域的教学与研究。E-mail:alexliu@163.com

    通讯作者:

    杨清(1989-), 男, 中南大学硕士研究生, 专业方向地下矿山安全。E-mail:675032836@qq.com

  • 中图分类号: TU459+.4

A PRACTICAL ANSYS 3-D NUMERICAL SIMULATION METHOD FOR IN-SITU STRESS FIELD

  • 摘要: 初始地应力场由自重应力场和构造应力场叠加而成,是深部地下工程分析必须考虑的重要因素。针对目前常用的三维地应力场数值模拟方法在维持地应力场分布规律和避免附加位移方面存在的缺陷,进行了ANSYS地应力场模拟方法的比较研究。用java语言编写了针对不同ANSYS版本的初始应力文件合并程序,提出了高版本ANSYS初始应力文件合并的EXCEL简易方法,实现了不需编写任何其他程序、对所有类型单元通用的ANSYS初始应力平衡等效节点反力法,构建了一套实用的ANSYS三维地应力场模拟方法流程。

     

  • 图  1  地应力计算模型

    Figure  1.  In-situ stress calculation model

    图  2  三向荷载简支计算模型

    Figure  2.  Three-direction load-constraint calculation model

    图  3  三向荷载简支计算模型应力场

    Figure  3.  Stress distribution of three-direction load-constraint calculation model

    图  4  单方向地应力计算模型

    Figure  4.  Single-direction load-constraint calculation model

    图  5  合成初始应力文件的应力分布

    Figure  5.  Stress distribution of synthetic file

    图  6  初始应力荷载产生的附加位移

    Figure  6.  Additional displacements result of initial stress loads

    图  7  六面体单元和金字塔单元

    Figure  7.  Integration point locations for bricks and pyramids

    图  8  地应力平衡后的地应力和位移

    Figure  8.  In-situ stresses and displacements after stress balance

    图  9  ANSYS三维地应力场模拟流程

    Figure  9.  ANSYS three-dimensional in-situ stress field simulation process

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  • 收稿日期:  2012-11-21
  • 刊出日期:  2013-06-28

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