Journals →  Горный журнал →  2020 →  #12 →  Back

ФИЗИКА ГОРНЫХ ПОРОД И ПРОЦЕССОВ
ArticleName Численное моделирование неоднородностей в трехмерной постановке метода конечных элементов
DOI 10.17580/gzh.2020.12.07
ArticleAuthor Семенова И. Э., Дмитриев С. В., Шестов А. А.
ArticleAuthorData

Горный институт Кольского научного центра РАН, Апатиты, Россия:

Семенова И. Э., ведущий научный сотрудник, канд. техн. наук
Дмитриев С. В., младший научный сотрудник, dsvoficialmail@mail.ru
Шестов А. А., ведущий программист

Abstract

Рассмотрена модификация метода конечных элементов, реализующая моделирование напряженно-деформированного состояния массива горных пород с учетом процессов деформирования на контактах разномодульных сред. Обозначен круг задач, для которых введение трехмерного контактного элемента повышает адекватность модели реальным условиям деформирования массива. Выявлены особенности трехмерного контакт-элемента, проблемы его внедрения в конечно-элементную модель, предложены пути их решения.

keywords Напряженно-деформированное состояние, моделирование, метод конечных элементов, контакт-элемент, структурные неоднородности, техногенная нарушенность
References

1. Kaizong Xia, Congxin Chen, Hua Fu, Yucong Pan, Yangyang Deng. Mining-induced ground deformation in tectonic stress metal mines: A case study. Engineering Geology. 2016. Vol. 210. pp. 212–230.
2. Cheskidov V. V., Lipina A. V., Melnichenko I. A. Integrated monitoring of engineering structures in mining. Eurasian Mining. 2018. No. 2. pp. 18–21. DOI: 10.17580/em.2018.02.05
3. Eremenko V. A., Neguritsa D. L. Efficient and active monitoring of stresses and strains in rock masses. Eurasian Mining. 2016. No. 1. pp. 21–24. DOI: 10.17580/em.2016.01.02
4. Koryakov A. E., Kopylov A. B., Savin I. N. Using finite element method by modeling shifting elements of mining massif. Izvestiya Tulskogo gosudarstvennogo universiteta. Nauki o Zemle. 2017. No. 4. pp. 344–354.
5. Ferté G., Massin P., Moës N. 3D crack propagation with cohesive elements in the extended finite element method. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering. 2016. Vol. 300. pp. 347–374.
6. Sarakorn W. 2-D magnetotelluric modeling using finite element method incorporating unstructured quadrilateral element. Journal of Applied Geophysics. 2017. Vol. 139. pp. 16–24.
7. Wei Li, Delaney T. J., Xiangmin Jiao, Samulyak R., Cao Lu. Finite Element Model for Brittle Fracture and Fragmentation. Procedia Computer Science. 2016. Vol. 80. pp. 245–256.
8. Kozyrev A. A., Semenova I. E., Shestov A. A. Numerical modeling of stresses and strains in rocks as a basis of rockburst hazard prediction at different stages of mineral mining. Computer Technologies in Mine Planning and Design : Proceedings of All-Russian Scientific Conference in Association with Foreign Scientists. Apatity – Saint-Petersburg, 2009. pp. 251–256.
9. Avetisyan I. M., Semenova I. E., Dmitriev S. V., Shestov A. A. Analysis of the principal tangential stresses and shear areas in the volumetric model of an elastically deformed rock mass. GIAB. 2017. Special issue 23. Information technologies in implementation of ecological strategy in the mining industry development. pp. 258–264.
10. Goodman R. E., Taylor R. L., Brekke T. L. A Model for the Mechanics of Jointed Rock. Journal of the Soil Mechanics and Foundation Division. 1968. Vol. 94. Iss. 3. pp. 637–659.
11. Lamonina E. V. Numerical modeling of jointed rock masses : thesis of inauguration of Dissertation … of Candidate of Engineering Sciences. Moscow, 2006. 164 p.
12. Kostyuchenko V. N., Kocharyan G. G., Pavlov D. V. Strain characteristics of interblock gaps of different scales. Fizicheskaya mezomekhanika. 2002. Vol. 5, No. 5. pp. 23–42.
13. Dmitriev S. V. Choise the optimal contact element modification for stressed-strain state modeling of the rock massif with heterogeneity accounting. Sever i rynok: formirovanie ekonomicheskogo poryadka. 2019. No. 1(63). pp. 143–153.
14. Herrmann L. R. Finite element analysis of contact problems. Journal of Engineering Mechanics. 1978. Vol. 104(5). pp. 1043–1059.
15. Jianchao Li. Numerical Simulation of Interfaces in Geomaterials: Development of a New Zero-Thickness Interface Element. University of Delaware, 1993. 154 p.

Language of full-text russian
Full content Buy
Back