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收稿日期：２０２００３?０９基金项目：贵州理工学院高层次人才科研启动经费支持项目（０２０３００１０１８０２９）；国家安监总局２０１８年安全生产重大事故防治关键技术科技项目（ｇｕｉｚｈｏｕ－０００５－２０１８ＡＱ）；国家留学基金资助项目（２０１９０８５２００１７）作者简介：杜学领（１９８６－），男，满族，河北承德人，博士，副教授，研究方向为煤岩体动力灾害机理及防治。
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５－２７９８．２０２０．０９．００１ＦＬＡＣ３Ｄ中锚杆支护的数值模拟研究综述杜学领（贵州理工学院矿业工程学院，贵州贵阳 ５５０００３）摘 要：锚杆是目前煤矿、岩土等支护工程中常用的材料，在ＦＬＡＣ３Ｄ中可进行锚杆支护的多角度数值模拟研究，文章对ＦＬＡＣ３Ｄ锚杆支护的数值模拟研究进行总结和展望。
分析表明：目前ＦＬＡＣ３Ｄ中建立锚杆模型以Ｃａｂｌｅ、Ｐｉｌｅ两结构单元较多，可采用Ｂｅａｍ、Ｌｉｎｅｒ等构建金属钢、托盘、锚喷层等支护要素。
ＦＬＡＣ３Ｄ一般作为验证性手段，对实验、实践内容进行证明。
重点总结了锚杆及支护构件、预应力锚杆、煤矿巷道支护、岩土工程支护、特殊锚杆的实现等研究进展。
当前的研究应用中，存在复杂工程问题的动态还原能力相对较弱、时空与时步不对应、研究细节缺失及二次开发的非公开性、对理论研究的支撑作用相对薄弱等问题。
未来，ＦＬＡＣ３Ｄ依然作为重要的模拟手段应用于新型支护理论和支护技术的验证，并可在跨平台建模及跨平台研究、精细化建模与多因素耦合研究等方面取得新的突破。
关键词：ＦＬＡＣ３Ｄ；锚杆支护；数值模拟；巷道支护；文献综述中图分类号：ＴＤ３５３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００５２７９８（２０２０）０９?０００１?１５ＲｅｖｉｅｗｏｆＮｕｍｅｒｉｃａｌＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＲｏｃｋＢｏｌｔＳｕｐｐｏｒｔｉｎＦＬＡＣ３ＤＤＵＸｕｅｌｉｎｇ（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭｉｎｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＧｕｉｚｈｏｕＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕｉｙａｎｇ ５５０００３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｂｏｌｔｉｓａｃｏｍｍｏｎｌｙｕｓｅｄｍａｔｅｒｉａｌｉｎｃｏａｌｍｉｎｅｓ，ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌａｎｄｏｔｈｅｒｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇｐｒｏｊｅｃｔｓ．ＴｈｅｍｕｌｔｉａｎｇｌｅｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｒｏｃｋｂｏｌｔｓｕｐｐｏｒｔｃａｎｂｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｉｎＦＬＡＣ３Ｄ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｓｕｍｍａｒｉｚｅｓａｎｄｆｏｒｅｃａｓｔｓｔｈｅｂｏｌｔｓｕｐｐｏｒｔｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａ ｔｉｏｎｉｎＦＬＡＣ３Ｄ．ＴｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｓｈｏｗｓｔｈａｔｃａｂｌｅａｎｄｐｉｌｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｅｌｅｍｅｎｔａｒｅｕｓｅｄｆｒｅｑｕｅｎｔｌｙｉｎｃｕｒｒｅｎｔｒｏｃｋｂｏｌｔｍｏｄｅｌｉｎＦＬＡＣ３Ｄ，ａｎｄｂｅａｍ，ｌｉｎｅｒｃａｎｂｅｕｓｅｄｔｏｂｕｉｌｄｅｌｅｍｅｎｔｓｓｕｃｈａｓｍｅｔａｌｓｔｅｅｌ，ｔｒａｙａｎｄａｎｃｈｏｒｓｐｒａｙｌａｙｅｒ．ＦＬＡＣ３Ｄｉｓｇｅｎｅｒａｌｌｙｕｓｅｄａｓａｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｔｏｏｌｔｏｐｒｏｖｅｔｈｅｔｒｕｔｈｏｆｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌａｎｄｐｒａｃｔｉｃａｌｃｏｎｔｅｎｔ．Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｂｏｌｔｓａｎｄｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇｅｌｅｍｅｎｔｓ，ｐｒｅ?ｔｅｎｓｉｏｎｅｄａｎｃｈｏｒｓ，ｃｏａｌｍｉｎｅｒｏａｄｗａｙｓｕｐｐｏｒｔ，ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｓｕｐｐｏｒｔａｎｄｍｏｄｅｌｉｎｇｏｆｓｐｅｃｉａｌｂｏｌｔｓａｒｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．Ｉｎｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｒｅ ｓｅａｒｃｈａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，ｔｈｅｒｅａｒｅｐｒｏｂｌｅｍｓｓｕｃｈａｓｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｗｅａｋｄｙｎａｍｉｃｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎｏｆｃｏｍｐｌｅｘｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｐｒｏｂｌｅｍｓ，ｎｏｎ?ｃｏｒｒｅｓｐｏｎ ｄｅｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｒｅａｌｔｉｍｅａｎｄｓｔｅｐｓｉｎＦＬＡＣ３Ｄ，ｌａｃｋｏｆｒｅｓｅａｒｃｈｄｅｔａｉｌｓａｎｄｎｏｎ?ｄｉｓｃｌｏｓｕｒｅｏｆｓｅｃｏｎｄａｒｙａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，ａｎｄｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｗｅａｋｓｕｐｐｏｒｔｆｏｒｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｒｅｓｅａｒｃｈ．Ｉｎｔｈｅｆｕｔｕｒｅ，ＦＬＡＣ３Ｄｓｔｉｌｌｃａｎｂｅｕｓｅｄａｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｆｏｒｔｈｅｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｎｅｗｓｕｐｐｏｒｔｔｈｅｏｒｙａｎｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ａｎｄｃａｎｍａｋｅｎｅｗｂｒｅａｋｔｈｒｏｕｇｈｓｉｎｃｒｏｓｓ?ｐｌａｔｆｏｒｍｍｏｄｅｌｉｎｇａｎｄｃｒｏｓｓ?ｐｌａｔｆｏｒｍｒｅｓｅａｒｃｈ，ａｎｄｒｅｆｉｎｅｄｍｏｄｅｌｉｎｇａｎｄｍｕｌｔｉｆａｃｔｏｒｃｏｕｐｌｉｎｇｒｅｓｅａｒｃｈ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＦＬＡＣ３Ｄ；ｒｏｃｋｂｏｌｔｓｕｐｐｏｒｔ；ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｒｏａｄｗａｙｓｕｐｐｏｒｔ；ｌｉｔｅｒａｔｕｒｅｒｅｖｉｅｗ 锚杆作为一种岩土锚固中的重要材料，被广泛应用于边坡、坝体、基坑、隧道、巷道等工程场合，锚杆的使用距今已有１００多年的历史［１］。
基于 FLAC3D 数值模拟的煤层群上行开采分析摘要：针对近距离煤层群上行安全高效开采上部遗漏煤炭资源的问题，采用理论分析和FLAC3D数值模拟实验相结合的方法，分析了近距离煤层群上行开采的采动影响范围，模拟了煤层群下部7号煤层1377工作面和9号煤层1397工作面开采后对上部5号煤层1357工作面产生的采动影响。
通过现场工业性试验表明：在1357工作面回采时，在回风巷端头开始80m范围内倾角变化量较大，可达2°至3°，80m范围以外煤层倾角基本无变化量；回风顺槽的下沉量从停采线向切眼方向下沉量从0.2m逐渐增大到4.2m，而运输顺槽的下沉量基本未发生变化，实现上部遗漏煤炭资源的安全开采，获取良好的经济效益和社会效益。
关键词：近距离；煤层群；上行开采；采动影响；数值模拟实验中图分类号：TD 822文献标识码：A1工程概况钱家营煤矿位于河北省，井田煤系属于下统二叠系和上统石炭系，中奥陶统马家沟组石灰岩构成基底地层，厚度500m左右的煤系地层，煤系共有十几层含煤层，煤层总厚度达19.79m，含煤系数3.96%。
井田内含6层可采煤层，即煤5、煤7、煤8、煤9、煤11、煤12-1。
煤层平均厚度分别为1.42m、3.24m、1.25m、2.2m、0.78m、2.29m，煤层平均间距分别为32.56m、6.26m、10.69m、15.24m、62.09m。
目前该矿井正开采5号煤层的1357工作面，工作面范围内煤层厚度在0.4～2.4m之间，平均厚度1.4m，开切眼附近和工作面中部为薄煤层开采条件，煤层厚度小于1.3m，5号煤层整体结构简单，赋存较稳定；煤层倾角在4～10°之间，平均7°，煤层走向在N50°～70°之间。
5号煤层1357工作面倾斜下方距离32.56m为7煤层1377工作面，已回采完毕；下方距离64.75m为9煤层1397工作面，正在回采；下方12-1煤层暂无工程施工。
基于FLAC3D的特大型露天边坡稳定性数值模拟分析提纲：第一章：引言- 研究背景和意义- 国内外研究现状和进展- 研究目的和内容第二章：理论基础和数值模拟方法- 岩土力学基础理论- 边坡稳定性分析方法- FLAC3D软件介绍及使用方法第三章：数值模拟分析- 选取模拟模型及边界条件- 调试模型参数和边界条件- 分析模型的动态响应及应力变形分布第四章：模拟结果分析及讨论- 不同荷载及边坡角度条件下边坡的稳定性分析结果- 分析影响稳定性的因素及其重要性- 建议边坡的设计和加固方式第五章：结论与展望- 结论总结- 存在问题及展望未来研究方向- 对边坡设计和加固的意义和应用前景的评价注意：此提纲为中文版，如需翻译成英文可使用在线翻译工具进行翻译。
第一章：引言随着城市化的加速和工业经济的不断快速发展，大型的露天开采工程在当今社会中已成为常态。
然而，这些巨型露天工程也面临着一系列的问题，其中最重要的问题之一是边坡稳定性问题。
由于不同地形条件和巨大的冲击力，这种问题极其棘手，需要进行彻底和全面的研究。
边坡稳定性数值模拟分析是一种非常重要的研究方法，可以帮助工程师理解边坡的工程行为和各种负荷受力情况。
在此过程中，FLAC3D软件已经得到广泛的应用，它可以通过数值计算法来模拟实际的边坡开挖和加固过程，有效预测边坡的稳定性情况。
在分析边坡稳定性的过程中， FLCA3D模拟技术已经成为一种有效和可靠的工具。
本文旨在通过FLAC3D软件，对大型露天边坡的稳定性进行数值模拟分析，并通过实验结果来探讨边坡稳定性的各种因素和影响，以此作为改进边坡设计和加固方案的依据。
本论文内容分为四个章节，除此外还有引言和结论部分。
在本章中，我们将首先介绍大型露天开采工程中边坡稳定性问题的背景和意义。
其次，我们将对国内外关于边坡稳定性问题的研究进行回顾和评价。
最后，我们将阐明本研究的目的和内容。
首先，随着城市化的加速和工业化的迅速发展，巨型露天开采工程已经成为当今社会的常态。
FLAC 3D数值模拟上机报告计算模型分别如图1、2、3所示，边坡倾角分别为30°、45°、60°，岩土体参数为： 密度ρ＝2500 kg/m 3, 弹性模量E ＝1×108 Pa ，泊松比μ＝0.3，抗拉强度σt ＝0.8×106 Pa ，内聚力C ＝4.2×104 Pa ，摩擦角φ＝17°，膨胀角Δ＝20°试用FLAC 3D 软件建立单位厚度的计算模型，并进行网格剖分，参数赋值，设定合理的边界条件，利用FLAC 3D 软件分别计算不同坡角情况下边坡的稳定性，并进行结果分析。
附 换算公式：1 kN/m 3= 100 kg/m 3剪切弹性模量：881100.38510()2(1)2(10.3)E G Pa μ⨯===⨯+⨯+ 体积弹性模量：881100.83310()3(12)3(120.3)E K Pa μ⨯===⨯-⨯-⨯ 一 坡度为30°的情况4025.36604010030°图1 倾角为30°的边坡(单位：m)算例分析： 命令流： new;========================================================== 建立网格模型gen zone brick p0 0 0 0 p1 100 0 0 p2 0 2 0 p3 0 0 40 size 50 1 10gen zone brick p0 40 0 40 p1 100 0 40 p2 40 2 40 p3 74.64 0 60 p4 100 2 40 & p5 74.64 2 60 p6 100 0 60 p7 100 2 60 size 30 1 10;=========================================================;设置边界条件fix x y z range z -0.1 0.1fix x range x 99.9 100.1fix x range x -0.1 0.1fix y;======================;初始地应力的生成model elasprop density 2000 bulk 3e9 shear 1e9set gravity 0 0 -10solveini xdisp 0 ydisp 0 zdisp 0ini xvel 0 yvel 0 zvel 0;===================================;安全系数求解model mohrprop density 2500.0 bulk 8.3E7 shear 3.8E7 coh 42000.0 tens 0.8E6 friction 17 dilation 20 solve fos file slope3dfos1.sav associated安全系数：最终计算边坡稳定性系数为1.453图1 网格剖分图图2 速度矢量图图3 速度等值线图图4 位移等值线图图5 剪应变增量云图二 坡度为45°的情况1004060404045°图2 倾角为45°的边坡(单位：m)算例分析：命令流： new;========================================================== 建立网格模型gen zone brick p0 0 0 0 p1 100 0 0 p2 0 2 0 p3 0 0 40 size 50 1 10gen zone brick p0 40 0 40 p1 100 0 40 p2 40 2 40 p3 60 0 60 p4 100 2 40 &p5 60 2 60 p6 100 0 60 p7 100 2 60 size 30 1 10;========================================================= ;设置边界条件fix x y z range z -0.1 0.1 fix x range x 99.9 100.1 fix x range x -0.1 0.1 fix y;====================== ;初始地应力的生成 model elasprop density 2000 bulk 3e9 shear 1e9 set gravity 0 0 -10 solveini xdisp 0 ydisp 0 zdisp 0 ini xvel 0 yvel 0 zvel 0;=================================== ;安全系数求解 model mohrprop density 2500.0 bulk 8.3E7 shear 3.8E7 coh 42000.0 tens 0.8E6 friction 17 dilation 20 solve fos file slope3dfos1.sav associated 安全系数：最终边坡的稳定性系数为1.14图1 网格剖分图 图2 速度矢量图图3 速度等值线图 图4 位移等值线图图5 剪应变增量云图三 坡度为60°的情况100406048.454060°图3 倾角为60°的边坡(单位：m)算例分析：命令流： new;========================================================== 建立网格模型gen zone brick p0 0 0 0 p1 100 0 0 p2 0 2 0 p3 0 0 40 size 50 1 10gen zone brick p0 40 0 40 p1 100 0 40 p2 40 2 40 p3 51.55 0 60 p4 100 2 40 & p5 51.55 2 60 p6 100 0 60 p7 100 2 60 size 30 1 10;========================================================= ;设置边界条件fix x y z range z -0.1 0.1 fix x range x 99.9 100.1 fix x range x -0.1 0.1 fix y;====================== ;初始地应力的生成 model elasprop density 2000 bulk 3e9 shear 1e9 set gravity 0 0 -10 solveini xdisp 0 ydisp 0 zdisp 0 ini xvel 0 yvel 0 zvel 0;=================================== ;安全系数求解 model mohrprop density 2500.0 bulk 8.3E7 shear 3.8E7 coh 42000.0 tens 0.8E6 friction 17 dilation 20 solve fos file slope3dfos1.sav associated 安全系数：最终边坡的稳定性系数为0.928图1 网格剖分图图2 速度矢量图图3 速度等值线图图4 位移等值线图图5 剪应变增量云图四 坡度为60°的边坡开挖情况开挖后坡面原始坡面345°45°100406048.454060°算例分析：命令流： new;========================================================== 建立网格模型gen zone brick p0 0 0 0 p1 100 0 0 p2 0 2 0 p3 0 0 40 size 50 1 10gen zone brick p0 40 0 40 p1 100 0 40 p2 40 2 40 p3 50 0 50 p4 100 2 40 p5 50 2 50 p6 100 &0 50 p7 100 2 50 size 30 1 10gen zone brick p0 53 0 50 p1 100 0 50 p2 53 2 50 p3 63 0 60 p4 100 2 50 p5 63 2 60 p6 100& 0 60 p7 100 2 60 size 15 1 10gen zone brick p0 45.77 0 50 p1 53 0 50 p2 45.77 2 50 p3 51.55 0 60 p4 53 2 50 p5 51.55 2 &60 p6 63 0 60 p7 63 2 60 size 15 1 10 group exc1gen zone wedge p0 40 0 40 p1 50 0 50 p2 40 2 40 p3 45.77 0 50 p4 50 2 50 p5 45.77 2 50 &size 30 1 10 group exc2group section1 range y 0 2 group exc1 group section2 range y 0 2 group exc2 attach face;========================================================= ;定义本构模型 mod elaspro density 2500 bulk 0.83e8 she 0.38e8;================================================================ ;设置边界条件fix x y z range z -.1 .1 fix x range x 99.9 100.1 fix x range x -0.1 0.1fix y;======================;设置重力加速度set gravity 0 0 -10.0;===================================;设定初始条件ini xdisp 0 ydisp 0 zdisp 0ini xvel 0 yvel 0 zvel 0;===================================;开挖mod mohrpro density 2500 bulk 0.83e8 she 0.38e8 fric 17 coh 4.2e4 ten 0.8e6 dila 20mod null range group section1mod null range group section2solve fos file slope3dfos1.sav associated安全系数：最终边坡的稳定性系数为1.36图1网格剖分图图2 速度矢量图图3 速度等值线图 图4 位移等值线图图5剪应变增量云图。
