岩土工程数值计算方法作业
隧道与地下工程数值模拟作业岩土体本构模型及适用条件
岩土体本构模型及适用条件0引言岩土材料的本构理论是现代岩土力学的基础。
广义上说，本构关系是指自然界的作用与由该作用产生的效应两者之间的关系。
土体是一种地质历史产物，具有非常复杂的非线性特征。
在外荷作用下，表现出的应力—应变关系通常具有弹塑性、黏性以及非线性、剪胀性、各向异性等性状。
土体本构模型就是在整理分析试验结果的基础上，用数学模型来描述试验中所发现的土体变形特性。
采用数值方法分析岩土工程问题时，关键技术就是模拟岩土介质的本构响应。
作为天然材料的岩土是由固体颗粒、水、空气组成的三相介质，具有弹性、塑性、粘性以及非线性、剪胀性、磁滞性、各向异性等性状，其应力—应变关系非常复杂。
自Roscoe等创建Cam- clay模型至今，已出现数百个本构模型，得到工程界普遍认可的却极少，严格地说还没有。
事实上，试图建立能反映各类岩土工程问题的理想本构模型是困难的，甚至是不可能的。
另一方面，岩土介质具有各向异性特征早已为人们熟知，但对其开展深入研究却很少。
同时，随着人类工程活动范围和规模的扩大，对岩土的渗透特性与水力耦合作用的研究显得尤为紧迫。
因此开展考虑各向异性和渗流—应力耦合作用的岩土本构模型的研究具有重要的理论价值和实际工程应用背景。
1传统的岩土本构模型1.1 弹性模型对于弹性材料，应力和应变存在一一对应的关系，当施加的外力全部卸除时，材料将恢复原来的形状和体积。
弹性模型分为线弹性模型和非线性弹性模型两类。
线弹性模型和非线性弹性模型，其共有的基本特点是应力与应变可逆，或者说是增量意义上可逆。
这类模型用于单调加载时可以得到较为精确的结果。
但用于解决复杂加载问题时，精确性往往不能满足工程需要，因此引发了弹塑性本构模型的发展。
1.2 弹塑性模型弹塑性模型的特点是在应力作用下，除了弹性应变外，还存在不可恢复的塑性应变。
应变增量。
分为弹性和塑性两部分，弹性应变增量用广义虎克定律计算，塑性应变增量根据塑性增量理论计算。
岩土工程中的数值模拟方法及工程应用
岩土工程中的数值模拟方法及工程应用岩土工程是一门研究土体和岩石在水、力和热的作用下行为特性及其在工程实践中应用的学科。
随着计算机技术的不断发展和应用，数值模拟方法已经成为岩土工程中必不可少的研究手段之一。
本文将从有限元方法、离散元方法和边界元方法三个方面探讨岩土工程中常见的数值模拟方法及其工程应用。
一、有限元方法有限元方法是目前最为广泛应用的岩土工程数值模拟方法之一，其主要特点是可以进行非线性和非平衡的分析。
在岩土工程中，有限元方法主要用于模拟岩土体在受力下的变形和破坏过程。
有限元方法的求解过程可以划分为以下三个步骤：1. 离散化——将复杂的物理问题离散化为条形单元进行计算，使得计算变得简单；2. 建立方程——将有限元模型建立为代数方程组，通过求解方程组得到解；3. 处理结果——利用分析结果来展示研究对象的物理特性和行为。
在岩土工程中，有限元法主要用于地下工程和地震工程等方面的研究，比如隧道围岩和坝体安全评价、塑性材料本构模型细化、岩石三轴试验模拟等。
有限元法的应用使得传统规律模型得以精细化，模拟效果更加接近实际情况。
二、离散元方法离散元方法是一种用离散单元来描述物质状态、分析物质运动的力学方法。
离散元方法是一种适用于多体动力学和岩土体力学问题的数值分析方法。
离散元方法的特点是将物体分解成为微小单元进行数值模拟，从而得到宏观上看起来的结果。
在岩土工程中，离散元方法主要用于土体颗粒流、岩体破坏分析、地震工程模拟等方面的研究。
离散元法常用于研究固体、颗粒和流体的耦合问题，如土石流运动规律研究、软黏土土体力学性质研究等。
三、边界元方法边界元方法，也叫边界积分方法，是一种应用在数学物理问题上的计算算法。
该方法不需要离散化处理，只需要在表面上建立边界元网格即可。
在岩土工程中，边界元方法主要用于颗粒间相互作用、地下水流、地震动等方面的研究。
边界元方法的优点是不需要建立离散网格，仅需在边界上建立少量的节点，计算速度较快，且精度较高，由此常用于模拟地下水流动或地震波传播。
岩土工程数值分析试卷试题及参考(附答案)
岩土工程数值分析试题一、简答题（40分）1．简述梁单元、杆单元、连续梁单元、平面三角形常量单元和四边形等参单元的特点（10分）。
答：1）梁单元是由两个节点组成，每一个节点都具有三个方向的线性移动位移和三个方向的旋转位移，因而每个节点具有6个自由度，梁单元具有拉，压，剪，弯，扭的变形刚度。
计算理论成熟，建模方便,计算量小，在工程结构有限元分析中得到广泛的应用，适用于各种截面形式的杆件分析。
2）由有限个构件以一定方式连接起来所形成的结构，在同一平面内的杆系结构，其所受的外力作用线位于该平面内，在杆系中，每一个杆件可视为一个单元，每个单元的端点成为结点。
3）对于每跨各自等截面的连续梁，以每跨为一个单元。
结点编号和单元编号一般是从连续梁的左端顺序编到右端。
由于连续梁各单元的轴线方向一致，各单元坐标系与结构坐标系的方向相同，因此在矩阵位移法的计算过程中无须进行坐标变换，在单元坐标系和结构坐标系中单元刚度矩阵的表达式是相同的。
4) 平面三角形单元具有适应性强的优点，较容易进行网络划分和逼近边界形状，应用比较灵活。
其缺点是它的位移模式是线性函数，单元应力和应变都是常数，精度不够理想。
5) 四边形等参单元能更好地反映物体内的应力变化，适应曲线边界，常使用于弹性力学平平面问题的分析。
八结点单元一共有16个已知的结点位移分量。
2．除有限单元法外，岩土工程常用到哪些数值方法，并对比其优缺点(10分)。
答：岩土工程常用的数值方法包括：有限差分法、边界元法、离散元法、颗粒元法、不连续变形分析法、流形元法、模糊数学方法、概率论与可靠度分析方法、灰色系统理论、人工智能与专家系统、神经网络方法、时间序列分析法。
有限单元法的优缺点：有限单元法的理论基础是虚功原理和基于最小势能的变分原理，它将研究域离散化，对位移场和应力场的连续性进行物理近似。
有限单元法适用性广泛，从理论上讲对任何问题都适用，但计算速度相对较慢。
即，物理概念清晰、灵活、通用、计算速度叫慢。
岩土工程中数值流形方法的应用及研究
岩土工程中数值流形方法的应用及研究1. 引言1.1 岩土工程中数值流形方法的概念岩土工程中的数值流形方法是一种基于数据驱动的数值计算方法，通过分析数据中的模式和结构，将复杂的信息抽象成低维流形，从而实现对问题的建模和求解。
这种方法不依赖于传统的数学模型和假设，能够更好地捕捉数据中的特征，提高问题的求解效率和精度。
数值流形方法在岩土工程中的应用涉及到地质勘探、地震工程、岩土材料力学等多个领域。
通过对大量的观测数据进行处理和分析，数值流形方法能够揭示地下岩土的结构和性质，帮助工程师做出更准确的工程决策。
数值流形方法还能够解决传统方法难以处理的非线性和高维数据，为岩土工程提供新的研究思路和方法。
在今后的研究中，可以进一步探讨数值流形方法在岩土工程中的应用潜力，提高其在工程实践中的效果和可靠性。
岩土工程中的数值流形方法有着广阔的发展前景，将为岩土工程领域带来新的突破和进步。
1.2 研究背景和意义数值流形方法在岩土工程中的应用可以帮助工程师更准确地预测地基变形和稳定性，并且可以提高工程设计的效率和安全性。
在地质勘探方面，数值流形方法可以帮助地质学家更好地理解地质结构和地下水运动规律。
在地震工程中，数值流形方法可以用于地震波传播模拟和震害评估，为地震灾害的防治提供重要的技术支持。
在岩土材料力学中，数值流形方法可以帮助材料科学家研究岩土材料的本构关系和破坏机理，为工程结构的设计和施工提供依据。
研究岩土工程中数值流形方法的应用具有重要的意义和价值，不仅可以推动岩土工程领域的发展，也可以促进跨学科领域的交叉合作。
未来的研究方向应该继续深化数值流形方法在岩土工程中的应用，探索更多实际工程问题的解决方案，为工程实践和科学研究提供更多有益的启示和支持。
2. 正文2.1 数值流形方法在岩土工程中的应用数值流形方法是一种基于流形理论的数值计算方法，它在岩土工程中得到了广泛的应用。
通过数值流形方法，我们可以更准确地模拟岩土体的力学行为，为工程设计和施工提供可靠的依据。
关于岩土工程的数值计算方法的综述
关于岩土工程的数值计算方法的综述学院：资源与土木工程学院专业：岩土工程学号：姓名：数值计算方法其主要有有限单元法、有限差分法、边界元法、离散元法和流形元法等。
有限单元法：有限单元法发展非常迅速，至今已经成为求解复杂工程问题的有力工具，并在岩土工程领域广泛的采用，主要的分析软件ANSYS。
有限单元法的最基本的元素是单元和节点，基本计算步骤的第一步为离散化，问题域的连续体被离散为单元与节点的组合，连续体内部分的应力及位移通过节点传递，每个单元可以具有不同的物理特征，这样，便可以得到在物理意义上与原来的连续体相近似的模型。
第二步为单元分析，一般以位移法为基本方法，建立单元的刚度矩阵。
第三步由单元的刚度矩阵集合成总体刚度矩阵，并由此建立系统的整体方程组。
第四步进入计算模型的边界条件，求解方程组，求得节点位移。
第五步求出各单元的应变、应力及主应力。
有限差分法：有限差分法在岩土工程中是应用非常广泛的方法，在数值计算模拟上有很大的贡献，主要的应用软件为FLAC3D。
基本思想是把连续的定解区域用有限个离散点构成的网格来代替，这些离散点称作网格的节点；把连续定解区域上的连续变量的函数用在网格上定义的离散变量函数来近似；把原方程和定解条件中的微商用差商来近似，积分用积分和来近似，于是原微分方程和定解条件就近似地代之以代数方程组，即有限差分方程组，解此方程组就可以得到原问题在离散点上的近似解。
然后再利用插值方法便可以从离散解得到定解问题在整个区域上的近似解。
边界单元法：边界单元法在岩土工程领域也有很大优势，主要的应用软件是二维边界元法软件THBEM2和三维边界元法软件THBEM3，它们在复杂工程问题的线弹性应力分析以及弹性力学辅助教学等方面的应用有很大优势。
积分法统称为边界单元法，有直接法和间接法两类，它们都是利用了简单奇异问题的解析解，并可近似满足每个边界单元的应力和位移边界条件。
该法仅仅限定和离散问题的边界，可把问题的重点转移到边界上，可以有效地使已知条件降维，从而减小方程组的规模，大大提高计算效率。
岩土工程数值计算方法
岩土工程数值计算方法
岩土工程数值计算方法牛不牛？那绝对超厉害！咱先说说这步骤哈。
首先得收集岩土工程的各种数据，就像大厨准备食材一样，一点都不能马虎。
然后建立数学模型，这就好比给房子搭框架，得结实。
接着进行计算求解，这过程就像赛车冲刺，紧张又刺激。
注意事项可不少呢！数据得准确呀，要是数据错了，那不就像在沙漠里找大海，瞎忙活嘛！模型选择也得合适，不然就像穿小鞋走路，难受得很。
再说说安全性和稳定性。
这可太重要啦！要是不稳定，那不是像在摇摇欲坠的桥上走，提心吊胆嘛！所以在计算过程中一定要确保结果的可靠性，不然出了问题可不得了。
应用场景那可多了去了。
比如在建筑工程中，可以预测地基的沉降，这就像给大楼安了个保险。
在隧道工程中，能分析围岩的稳定性，就像给隧道穿上了铠甲。
优势也很明显啊，省时省力还精准，比起传统方法，那简直是鸟枪换炮。
举个实际案例，有个大型建筑项目，用了岩土工程数值计算方法，提前预测了各种问题，及时调整方案，最后顺利完工。
这效果，杠杠的！
岩土工程数值计算方法就是这么厉害，能解决实际问题，让工程更安全、更高效。
咱就该大胆地用起来，让它为我们的工程建设助力。
岩土力学：第十章+岩体力学数值计算方法及新进展简介
学习资料 仅供参考
• 应用要点：
１.正确划分计算范围与边界条件 2.正确输入岩体参数及初始地应力场 3.采用特殊单元来考虑岩体的非连续性和边 界效应
（三）岩石力学问题的其他数值分析方法 1.边界单元法 1.边界单元法
有限元法是对问题的微分近似表达式给出了 精确解，它实质上属于微分法。
三、岩石力学试验与测试方法的进展
（一）在室内模拟试验方面，离心模拟试验由 于具有其他模拟试验方法所不具备的优点而 受到注视。 （二）声波层析技术在岩体力学方面的应用受 到注视。
学习资料 仅供参考
声波层析技术在岩体测试中的应用
学习资料 仅供参考
学习资料 仅供参考
• 例子
学习资料 仅供参考
五、位移反分析法在岩体力学中的应用 1.位移反分析法：在岩体工程施工开挖过程中， 通过测量位移、应变或应力，来确定岩体的初 始地应力或岩体力学参数。 2.应用 反问题法不仅是参数估计，它的进一步推广 应用是工程预测和险情预报、反馈动态设计、 调整施工方案以及可靠度评价等 六、新的数学计算方法和软科学在岩石力学中的 应用
学习资料 仅供参考
离散单元 法算例： 研究地下 煤层开挖 引起冒落 和岩层移 动，研究 冒落带深 度与节理 间距的关 系。
岩土工程中的数值模拟研究
岩土工程中的数值模拟研究1.引言岩土工程作为土木工程中的一个重要分支，是研究土体、岩石及其与结构物相互作用问题的学科。
岩土工程涉及到土体的力学行为、土体与泥水的相互作用、土体长期稳定性等多个方面。
在岩土工程实际工程设计和建设中，因为原材料、地质背景、气候等各种复杂影响因素的存在，很难对实际情况进行准确的分析，难以直接采用基于物理试验的方式进行研究。
因此，岩土工程中数值模拟的研究变得越来越重要，本文将围绕岩土工程中的数值模拟问题展开论述。
2.数值模拟的概念及应用数值模拟是指利用计算机进行数学模型求解，并进一步进行实验分析、预测和设计的一种方法。
数值模拟方法的出现，解决了很多传统实验和实践难以解决的问题。
该方法具有高效、可靠、灵活、经济等优点，已经在岩土工程研究及实际应用中发挥了重要作用。
岩土工程中的数值模拟主要应用于以下几个方面：（1）岩石在固体力学和流体力学作用下的力学行为研究；（2）岩土体与结构物相互作用的力学行为研究；（3）地下水动力学模拟及地下水资源开发、运营等问题研究。
3.数值模拟方法数值模拟方法根据研究的对象和目的不同，可分为有限元法、有限差分法和边界元法等多种方法。
在岩土工程中，有限元法是一种常用方法。
有限元法以分割的小直元件为基础，将大问题转换成各个局部问题，通过求解局部问题及其边界条件，来求解整个问题的解。
有限元分析是现代岩土工程中最常用的解决问题的工具之一。
它是一种通过将连续体分割成无数个离散单元来建立数学模型的过程，然后在每个单元中求解变量，最终得到变量场的计算方法，例如对于岩石的模拟可以采用有限元法。
相比较于实體试验，其最大的优势就是可以快速开展多种假设情况的解析研究，迅速找到最优解的同时，还能节省大量的实验费和时间。
4.数值模拟在岩土工程中的应用举例（1）岩石坍落模拟岩石坍落是一种常见的危险事件之一，在一些需要建筑物或人流经过的地方，出现该现象尤其需要重视。
采用数值模拟方法可实现岩石坍落的预测，为进行坍落防灾减灾提供了一种可行的手段。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
中国矿业大学2 级硕士研究生课程考试试卷考试科目岩土工程数值计算法考试时间学生姓名学号所在院系任课教师中国矿业大学研究生院培养管理处印制《岩土工程数值计算法》课程报告课程报告分析的论文是安徽理工大学岩土工程专业乔成的硕士学位论文《深部巷道锚网喷支护结构的数值模拟与优化设计研究》。
目前，数值分析方法有很多种，如有限差分法、有限单元法、边界单元法、离散单元法等。
有着理论推演和试验分析无法比拟的优越性，更加贴近实际工程运用。
但其求解问题的方法也是不同求解方法的近似解，要么是对基本方程和相应定解条件的直接近似求解；要么是求解原问题的等效积分方程的近似解；或者将连续的无限自由度问题变成离散的有限自由度问题再求近似解等等。
在实际运用的的时候存在很多局限和不合理性。
本报告基于硕士学位论文《深部巷道锚网喷支护结构的数值模拟与优化设计研究》的主要内容及该论文中的数值分析方法。
对论文里数值计算与行文中存在的问题进行了分析，概括了文中的创新点，对数值分析的运用做出了总体评价，并提出了自己的一些建议。
0论文主要内容简述文中探讨了深部巷道开挖过程中及开挖之后围岩的变形与力学特征，（岩体变形具有较强的时间效应，表现为流变或蠕变明显；扩容现象突出；大偏应力下岩体内部节理、裂隙、裂纹张开，出现新裂纹；变形非连续性明显，突然剧烈增加，且具有软岩的力学特性。
）讨论了影响巷道变形的主要因素，认为地应力水平和围岩性质是影响巷道稳定的主要因素，并通过对工程实测数据与数值模拟分析对比，讨论了巷道开挖后两种关键因素作用下围岩应力场和位移场的分布情况与变化规律。
在此基础上，通过围岩分类法，建立了基于定量指标JV的Hoek-Brown强度参数a和s的线性修正本构关系，并将该强度准则应用于数值模拟之中。
在数值模拟分析中，利用FLAC3D对钱营孜煤矿风井巷道的进行了锚喷支护模拟分析，并结合实测数据，提出了风井巷道的锚喷支护参数提出了优化方案。
1文中所用有限差分法软件FLAC3D简介FLAC3D是美国ITASCA公司在FLAC（Fast Lagrangian Analysis of Continua）基础上开发的三维数值分析软件，并在岩土工程数值计算中得到了广泛应用。
其可实现对岩石、土和支护结构等建立高级三维模型，进行复杂的岩土数值分析与设计。
程序采用的是快速拉格朗日方法，基于显式差分来获得模型的全部运动方程（包括内变量）的时间步长解。
程序将计算模型划分为若干个不同形状的三维单元，单元之间用结点相互连接。
对某一个结点施加荷载后，该结点的运动方程可以写成时间步长的有限差分形式。
在某一个为微小的时间内，作用于该点的荷载只对周围的若干结点有影响。
根据单元结点的速度变化和时间，可求出单元之间的相对位移，进而可以求出单元应变，再根据本构方程求出单元应力。
具体地说就是首先由初应力或外何在计算获得结点不平衡力，并以等效在结点上的力和质量建立以结点位移速率为未知量的结点运动方程，解得结点位移速率后并进一步求得某一时步的单元应变增量、单元应力增量，以及经累加得到当前时步的单元总应力。
然后再以单元应力等求得结点不平衡力。
如此循环上述过程，最终得到工程结构的应力与变形结果。
图1拉格朗日元法的计算循环FLAC3D计算中使用了混合离散化方法，能有效地模拟计算材料的塑性破坏和塑性流动。
同时采用全动态分析方法获取模型运动方程的时间步长解，可以较好地模拟系统的力学不平衡到平衡的全过程，从而可追踪介质动态演化的全过程，深入探讨其时间效应与空间效应。
求解中采用显式差分方法，在求解非线性应力－应变关系时，可以求解任意的非线性应力－应变本构关系。
这种方法不需要存储任何矩阵及对任何刚度矩阵进行修改，节约了运算时间，提高了求解的速度，便于实现非线性大变形问题的求解。
2文章中的问题点析►依靠数值模拟文中叙述为：“经过实测修正的数值模拟还原整个硐室内的应力场和位移场的分布情况和发展趋势。
因为监测只是局部的，而整个硐室的应力和应变情况的展现则要依靠数值模拟的结果。
”与“综上，本文在分析过程中采用了，以理论分析为基础、依靠数值模拟，结合实测数据综合分析的方法。
”首先，用词不当，不能形容为依靠数值模拟，数值模拟结果只能在实测数据与理论分析的基础上作为地下工程分析的一种参考依据。
其次，数值模拟的可靠与否，能否发挥对施工的指导作用，还要对深部高地应力条件下巷道的地质条件和变形规律及特点有充分的把握。
最后，岩石的本构模型的正确选择，合理相关参数的输入，如岩石的变形模量、波松比、粘结强度、抗拉强度等等，对模拟的结果影响至关重要，不同参数就对应一组不同的结果，不确定性非常明显，体现出反分析与稳定性评价的重要性。
因此对理论分析与实际工程背景的把握是数值模拟分析的基础。
►分析不够准确深刻文中叙述为：“浅部岩体由于所受外部应力较小，多数处于弹性应力状态。
但进入深部以后在高地应力以及采掘扰动力等因素的作用下，浅部表现为普通坚硬的岩石在深部可能表现出非线性的力学行为。
”与“在深部高应力环境下，当围压较高时岩体尚具有较高的强度和模量；而当围压较低时，岩体则表现出‘软岩’的特征。
因此深部巷道围岩一般相对具有软岩的性质。
”浅部岩体也是受到自重应力与构造应力等的作用，处于低的应力状态，围岩的自承力高，巷道开挖后围岩的松动圈较小，所处的应力分布明确。
文中所述浅部岩体所受外部应力不恰当；岩体塑性区比较小，分区简单。
多数处于弹性应力状态的定论无从认定，也对浅部与深部岩体的应力特征对比分析没有用处。
此外，围压对围岩的作用非常重要，深部岩体的来压快而且明显，导致巷道变形大，破坏严重，而不是文中所述的围压较低时，岩体则出现软岩特征，深部岩体在未扰动之前，岩体比较完整，围压仍然较大，在开挖扰动后，岩体开始破裂，产生了诸多裂隙，导致围压下降，围压受力和变形更加复杂。
另外，文中对软岩的力学特性描述不准确，不够全面。
只是大体的抓了几点进行片面的分析。
►表达不合逻辑文中叙述为：“高地应力作用下的深部围岩当受到开挖扰动后，应力会发生重新分布，而这种重新分布会导致临近围岩的人工地下结构迅速承受很大的应力，结构的承载力和稳定性面临严峻的考验。
深部围岩来压明显而快速。
”与“由于有弱的节理面或岩性较差的岩石的分布，因此深部巷道开挖的主要问题是稳定性。
除了考虑岩体的不连续分布，同时也需要考虑岩体所处的应力水平。
”巷道开挖后，围岩应力开始释放，应力重新分布，这是巷道支护的要点，要先柔后刚的原则。
在释放的过程中，会产生应力集中导致岩体破裂面的产生，深部地下支护结构和地下建筑结构本来承受的应力就很大，开挖扰动使作用于结构上的应力分布发生变化，可能出现应力集中后发生破坏，而不能叙述为这种重新分布会导致临近围岩的人工地下结构迅速承受很大的应力。
另外，叙述完之后又加了句深部围岩来压明显而快速，属于叙述不连贯，不合逻辑。
第二句的叙述因果关系不当，有些牵强附会。
“由于有弱的节理面或岩性较差的岩石的分布，因此深部巷道开挖的主要问题是稳定性”只能说明弱节理面及岩性差是影响围岩稳定性的主要因素之一。
►标注的严重错误文中叙述为：“本文以圆形开挖截面和直墙半圆拱型开挖截面为例，在FLAC3D中用Mohr-Columb模型在不同水平地应力系数下进行了分析。
”如下图：这种标注描述错误会直接导致分析的曲线图和结果有误。
在文中还有多处标注不明和标注重复等问题，不再详述。
►以偏概全文中叙述为：“通过对相同直径、不同长度（2.0m、2.2m、2.4m三种情况）的锚杆支护效果进行的对比分析，得到了三种不同锚杆长度情况下锚杆轴力图、开挖临界面处的位移场情况。
分析发现，针对钱营孜煤矿西翼回风巷道，锚杆长度为2.2m和2.4m两种情况下，巷道位移并没有明显的减小，锚杆轴力变化不大且都在承载极限内。
因此，本文推荐采用锚杆长度 2.0m，既能满足工程需要又能节约支护成本。
”与“端锚和全长锚固锚杆的支护效果差异较大。
全锚锚杆在围岩发生较小变形时，就能迅速达到最大工作阻力，使围岩的承载能力得到迅速发挥。
而端锚式锚杆的增阻速度增长的相对缓慢。
”首先，只模拟了锚杆不同长度（2.0m、2.2m、2.4m三种情况）的不同支护效果，结果中三种支护效果差不多，变化不明显，就只考虑经济而选择2.0m的锚杆。
没有具体的分析为什么支护效果不明显，可能是深部岩体围岩破坏严重，塑性区大，以差不多超出锚杆的长度，导致锚杆的支护效果差不多。
出现了分析片面化，导致结论的不可靠，应该根据工程地质背景进行详细的分析。
其次，影响锚杆支护效果的因素有：锚杆长度、锚杆间排距、预应力、锚固长度、锚固方式等，只分析锚杆长度的影响就确定锚杆支护的优化方案，说服力不强，不够权威。
最后，深部岩石的受力及其复杂，单一的支护方式已经不能满足要求，联合支护方式成为了重要的支护形式，这种支护的优化方案不一定就是最优。
另外，对于端锚和全长锚固各有各的优点，在不用的岩层中应该采用相应的锚固方式，端锚具有施工简便，速度快的优点；全长锚固控制变形效果好，但影响施工速度，代价较高。
3模型原理及评价根据经典力学的相关理论，在诸多简化的基础上，可以对某些工程中的力学行为进行简化后的理论分析（如圆形巷道开挖后最终应力场及位移场的分布），但求解范围很窄，所得结果的实用性受到限制，存在较大误差。
只能作为工程问题的初步评估计算而成为解决工程中力学问题的有效途径。
相似模拟能为许多力学问题提供定性或“半定量”的分析依据，但这种方法同样有分析结果可信度无法保证、结论无法广泛应用等弊端。
文章数值模拟主要分为两部分：第一部分为讨论变形的影响因素中，采用了实测数据与数值分析的对比。
采用的是莫尔-库伦准则。
其判别表达式为：⎩⎨⎧-=+-=t t s f N C N f σσσσφφ3312………………………………………………(1) 其中φφφsin 1sin 1-+=N 式中1σ---最大主应力；3σ---最小主应力；C ---材料的粘结力；φ---材料的内摩擦角；t σ---抗拉强度（φσtan max C =）； 当0=s f 时，材料将发生剪切破坏；当0=t f 时，材料将发生拉伸破坏。
实际岩体的力学性质由于受地下水、构造应力、裂隙等因素的影响，虽然选用有万能屈服准则之称的莫尔-库伦准则，也不能很好的揭示实际的围岩应力状况。
这是因为莫尔-库伦准则虽然揭示了材料抗拉性能与抗剪性能之间的关系。
但是莫尔-库伦准则忽略了中间主应力的影响，对于二维的有限元计算模型基本还能满足要求，在三维的情况下它的作用效果就要受到质疑了。
第二部分是巷道开挖锚杆支护优化效果的数值模拟。
采用的是修正的Hoek-Brown 准则。
在Hoek-Brown 准则的基础上，根据岩石强度和裂隙进行分类后重新修正了Hoek-Brown 准则中的参数，特别适用于破碎岩体的模拟分析。