数值模拟
数值模拟实施方案范文参考
数值模拟实施方案范文参考数值模拟是一种重要的工程分析方法，通过计算机对工程问题进行模拟和分析，可以有效地预测工程行为和性能。
在实际工程中，数值模拟的实施方案对于模拟结果的准确性和可靠性起着至关重要的作用。
本文将针对数值模拟实施方案进行详细介绍，以期为工程实践提供参考。
一、模拟目标与要求。
在进行数值模拟之前，首先需要明确模拟的目标和要求。
例如，如果是对某一工程结构进行强度分析，那么模拟的目标就是得到结构在各种载荷作用下的应力、应变分布情况，要求模拟结果具有较高的准确性和可靠性。
二、模拟模型建立。
在确定了模拟目标和要求后，接下来需要建立数值模拟的模型。
模型的建立需要考虑结构的几何形状、材料性质、边界条件等因素，同时还需要选择合适的数值方法和计算软件。
在建立模型的过程中，需要充分考虑结构的复杂性和实际工程的特点，确保模型的合理性和可靠性。
三、数值方法选择。
数值模拟的方法有很多种，例如有限元法、边界元法、有限体积法等。
在选择数值方法时，需要根据模拟的具体要求和实际情况进行综合考虑。
不同的数值方法有着各自的优缺点，需要根据具体情况选择最合适的方法。
四、计算参数设定。
在进行数值模拟之前，还需要设定一些计算参数，例如网格划分、收敛准则、时间步长等。
这些参数的设定对于模拟结果的准确性和计算效率有着重要的影响，需要进行合理的选择和调整。
五、模拟结果分析。
模拟结果的分析是数值模拟的重要环节，通过对模拟结果的分析可以得到结构的性能和行为特点。
在进行结果分析时，需要结合实际工程需求，对模拟结果进行合理的解释和评估，确保模拟结果能够为工程实践提供有益的参考。
六、模拟结果验证。
最后，对于数值模拟的结果需要进行验证。
验证的方法可以是与理论计算结果进行对比，或者与实测数据进行对比。
通过验证可以评估数值模拟的准确性和可靠性，为工程实践提供可靠的依据。
综上所述，数值模拟的实施方案对于模拟结果的准确性和可靠性至关重要。
只有在合理的模拟目标和要求、合理的模型建立、合适的数值方法选择、合理的计算参数设定、合理的结果分析和有效的结果验证的基础上，才能得到准确可靠的模拟结果，为工程实践提供有益的参考。
数值模拟的原理与技术特点PPT课件
17
2020/1/2
18
N
UX, UY, UZ
K
J
P M
L
I
J 三维梁单元 UX, UY, UZ, ROTX, ROTY, ROTZ
K
三维四边形壳单元 J UX, UY, UZ,
ROTX, ROTY, ROTZ
O
三维实体热单元
N
Байду номын сангаас
TEMP
K
J
13
分析对象分割为单元后
14
1.3 其它数值模拟方法
A 有限差分法（FDM）
有限差分法的基本原理与有限 单元法类似，只是它们各自的 求解方法有所差别。
载荷 约束
节点 单元
UY ROTY
ROTZ UZ
UX ROTX
结构 DOFs
10
结构分析常用的有限元单元
以ANSYS软件为例，常用结构分析有限元单元有如 下几种：
质点元（MASS） 杆单元 （LINK） 梁单元（BEAM） 实体元（SOLID） 壳元（SHELL） 接触元（CONTACT） 连接元（COMBINATION）
16
C 离散单元法（DEM）
岩体往往为众多的节理或结构面所切割，在某些情况下， 岩体不能视为连续介质，具有明显的不连续性，很难用连 续介质力学方法如有限单元法来处理。
离散单元法是处理非连续介质力学的数值方法，特别适用 于节理岩体的应力分析，在土木工程方面应用广泛，尤其 在边坡稳定分析方面。
数值模拟在材料工程中的应用
1
1 数值模拟的概念与方法
许多工程分析问题，都可转化为在给定边界条件下求解 其控制方程的数学问题
数值模拟的概念与方法
数值模拟的概念与方法数值模拟是利用计算机和数值方法对真实世界或抽象模型的问题进行仿真和求解的一种方法。
数值模拟已经广泛应用于科学、工程、经济等领域，帮助人们理解复杂系统的行为、研究问题的性质，并能在其中一种程度上指导实际问题的解决。
首先，离散化是将现实中的连续问题转化为离散的数值问题。
连续问题通过将时间或空间分成有限个部分，用数值代替函数来描述物体的状态或行为，从而将问题转化为有限个运算的步骤。
其次，建立数值模型是在离散化的基础上构建数学模型。
通过分析问题的性质和特点，选择适当的数学方法和数值方法，将问题转化为数学模型。
数值模型通常采用偏微分方程、代数方程、差分方程等形式进行描述。
然后，选择数值方法是指根据问题的特点和数值模型的形式，选择适当的数值方法来求解问题。
常用的数值方法包括有限差分法、有限元法、蒙特卡洛方法等。
选择合适的方法能够提高模拟的准确性和效率。
最后，编写数值程序是将数值模型和数值方法转化为具体的计算机程序。
编写程序需要考虑计算精度、计算效率、程序可读性等因素，程序的正确性对于数值模拟能否得到准确结果至关重要。
在数值模拟中，常常需要进行数值实验和验证。
数值实验是通过选取一组预先设定的输入条件和参数来进行模型仿真，观察模型的输出行为和结果，进而评估模型的可靠性和有效性。
验证是将数值模拟的结果与真实数据进行比较，检验模拟结果的准确性和可信性。
数值实验和验证是数值模拟过程中的不可或缺的环节。
数值模拟能够模拟各种现象和问题，比如流体力学、结构力学、电磁场、量子力学和经济学等。
数值模拟在科学研究、工程设计和决策制定中具有重要作用。
通过数值模拟，人们可以对复杂系统进行分析和预测，优化设计方案，减少试错成本，加快产品开发进程，同时也可以促进科学理论的发展和创新。
此外，数值模拟也存在着一些限制和挑战。
首先，数值模拟需要建立适当的数学模型，但有些问题的模型较复杂，难以准确描述或存在数学上的困难。
其次，数值模拟需要进行大量的计算，对计算机的计算能力和存储能力要求较高，而大规模的模拟可能需要花费很长的时间和计算资源。
数值模拟技术介绍及应用
数值模拟技术介绍及应用数值模拟技术是一种利用计算机进行数值计算和仿真的方法。
它通过数学建模和相关的计算算法，将实际问题转化为计算机可以处理的形式，以求解问题的数值近似解或通过仿真预测现象。
这种技术在各个领域都有广泛的应用，包括物理学、化学、生物学、工程学等。
数值模拟技术主要包括以下几个步骤：建立数学模型、离散化、数值求解和后处理。
首先，建立数学模型是数值模拟的第一步，其中包括确定问题的边界条件、初始条件以及方程的数值近似方法等。
然后，离散化是将连续的问题转化为离散的问题，通常使用网格或多边形来离散化求解域。
数值求解是指使用数值方法对离散化后的方程进行求解，其中包括迭代方法、差分方法、有限元方法等。
最后，后处理是对求解结果进行分析和可视化，以获得所需的数值或图形结果。
数值模拟技术在各个领域都有广泛的应用。
在物理学中，数值模拟可以用于天体物理学中行星轨道的模拟、宇宙大爆炸的演化模拟，以及粒子物理学中粒子撞击过程的模拟等。
在化学中，数值模拟可以用于模拟分子的结构和性质，预测物质的性质和反应动力学等。
在生物学中，数值模拟可以用于模拟生物系统的动力学行为，如心脏的传导过程、神经元的电活动等。
在工程学中，数值模拟可以用于模拟流体力学问题、结构力学问题、电磁场问题等。
除了上述领域外，数值模拟技术还有许多其他的应用。
例如，在气象学中，数值模拟可以用于模拟气象系统的动力学和热力学过程，以预测天气的变化。
在金融学中，数值模拟可以用于模拟金融市场的走势、风险管理和金融衍生品的定价。
在计算机图形学中，数值模拟可以用于模拟光线追踪、物理效果等，以生成逼真的图像和动画。
总结起来，数值模拟技术是一种重要的数值计算方法，可以用于解决各种实际问题。
它能够通过数学模型和计算机的计算能力，对问题进行近似求解或进行仿真预测。
这种技术在科学研究、工程设计、产品开发等方面有着广泛的应用，对提高效率、降低成本和推动科学技术的发展起到了重要的作用。
数值模拟 收费标准
数值模拟收费标准数值模拟是一种重要的科学研究方法，它可以通过计算机仿真实验来模拟现实世界中的各种物理现象和工程问题。
在科学研究和工程设计中，数值模拟已经成为一种不可或缺的工具，它可以为科学家和工程师提供更深入的理解和洞察力，帮助他们更好地解决问题和做出决策。
在进行数值模拟之前，我们首先需要了解数值模拟的收费标准。
数值模拟的收费标准通常是根据模拟的复杂程度、计算资源的消耗以及模拟结果的精度来确定的。
一般来说，数值模拟的收费标准包括以下几个方面：1. 模拟的复杂程度，模拟的复杂程度是指模拟对象的复杂程度和模拟过程中所涉及的物理现象的复杂程度。
通常来说，模拟对象越复杂，模拟过程中所涉及的物理现象越复杂，模拟的难度和计算资源消耗就越大，因此收费也会相应增加。
2. 计算资源的消耗，数值模拟通常需要大量的计算资源，包括计算机的运算能力、存储空间以及网络带宽等。
这些计算资源的消耗也会直接影响到数值模拟的收费标准，通常来说，计算资源消耗越大，收费也会相应增加。
3. 模拟结果的精度，模拟结果的精度是指模拟结果与实际情况的符合程度。
通常来说，模拟结果的精度越高，模拟的难度和计算资源消耗也会相应增加，因此收费也会相应增加。
综合考虑以上几个方面，我们可以得出数值模拟的收费标准一般是根据模拟的复杂程度、计算资源的消耗以及模拟结果的精度来确定的。
在实际应用中，科学家和工程师可以根据自己的需求和预算来选择合适的数值模拟服务，并根据服务商提供的收费标准来进行预算和决策。
总的来说，数值模拟是一种非常重要的科学研究方法，它可以为科学家和工程师提供更深入的理解和洞察力，帮助他们更好地解决问题和做出决策。
在选择数值模拟服务时，我们需要了解数值模拟的收费标准，并根据自己的需求和预算来进行选择和决策。
希望本文能够为大家对数值模拟的收费标准有所了解，谢谢阅读！。
数值模拟是一种什么方法
数值模拟是一种什么方法引言数值模拟是一种通过数值方法和计算机模型来模拟现实世界的物理过程和现象的方法。
它是在计算机技术和数学算法的支持下，用离散的数值数据替代连续的物理方程，通过迭代计算来模拟和预测各种自然和工程现象的行为。
数值模拟的基本原理数值模拟的基本原理是将现实世界的问题抽象成数学模型，并利用计算机进行数值计算。
具体而言，数值模拟包括以下几个步骤：1. 定义问题：将现实世界的问题转化为数学模型，并明确问题的边界条件和目标。
2. 离散化：将问题的连续性抽象为离散的网格或空间点，并确定离散化的间隔。
3. 建立数学模型：根据问题的特性，建立相应的数学模型，如常微分方程、偏微分方程等。
4. 数值逼近：利用适当的数值差分或数值积分方法，将数学模型转化为有限差分或有限元等形式，得到离散的数值表示。
5. 迭代计算：根据初始条件和边界条件，通过迭代计算得到数值模拟的结果。
6. 结果分析：对模拟结果进行分析和验证，评估模拟的准确性和可靠性。
数值模拟的应用领域数值模拟广泛应用于自然科学和工程技术的各个领域，如物理、化学、生物、医学、天文学、气象学、地球科学、航空航天、交通运输、材料科学等。
在物理领域，数值模拟可以帮助研究和预测原子、分子、材料和粒子的行为，如分子动力学模拟、量子力学模拟等。
在工程领域，数值模拟可以用于优化设计、模拟运行和预测性能，如飞机设计、汽车碰撞模拟、建筑结构分析等。
在气象学领域，数值模拟可以模拟大气环流、气候变化和天气预报等，提供对天气和气候系统的理解和预测。
在医学领域，数值模拟可以用于模拟人体器官的功能和疾病，如心脏电生理模拟、癌症疾病模拟等，帮助医生诊断和治疗。
数值模拟的优势和局限数值模拟具有以下几个优势：1. 精度可控：通过增加网格的分辨率或改进数值算法，可以提高数值模拟的精度。
2. 成本低廉：相比实验研究或观测研究，数值模拟通常成本低廉且操作简便。
3. 重复性强：数值模拟可以通过改变参数和初始条件，进行多次重复模拟，以获取更全面的结果。
关于数值模拟的一些看法
关于数值模拟的一些看法数值模拟是一种利用数学方法对现实世界进行模拟的技术，它通过建立数学模型，对现象进行抽象和简化，以实现对实际问题的模拟和分析。
数值模拟已经成为现代工程和技术领域中非常重要的工具之一，可以广泛应用于结构分析、流体动力学、热传导、电磁场等领域。
数值模拟具有很多优点，例如可以模拟复杂系统的行为，可以处理多变量和耦合问题，可以预测系统的性能和行为等。
在科学研究、工程设计、优化决策等方面，数值模拟已经成为不可或缺的工具。
然而，数值模拟也存在一些局限性。
首先，数值模拟需要建立数学模型，而模型的精度和可靠性受到多种因素的影响，如模型的简化程度、边界条件的确定、模型的参数等。
其次，数值模拟的计算量往往很大，需要借助高性能计算机或云计算资源来完成，这也会增加成本和时间成本。
此外，数值模拟的结果往往需要进行后处理和解释，这也需要专业知识和技能。
因此，在进行数值模拟时，需要注意以下几点：1.建立合适的数学模型：数学模型是数值模拟的基础，建立合适的模型需要考虑实际问题的特点和边界条件，并进行适当的简化和近似。
2.选择合适的计算方法和软件：数值模拟的计算方法和软件种类繁多，选择合适的计算方法和软件需要考虑问题的复杂性和计算资源的情况。
3.验证和确认模拟结果的可靠性：数值模拟的结果需要经过验证和确认，以保证其可靠性和精度。
4.考虑计算成本和时间成本：数值模拟的计算量和时间成本往往很大，需要考虑计算资源和时间成本的平衡。
5.需要专业的知识和技能：数值模拟需要专业的知识和技能，包括数学、计算机科学、工程等领域的知识和技能。
在应用数值模拟时，需要注意应用的范围和局限性，并根据实际情况选择合适的数值模拟方法和技术。
同时，也需要不断学习和探索新的数值模拟技术和方法，以更好地解决实际问题。
总之，数值模拟是一种非常重要的技术手段，它可以帮助我们解决许多实际问题。
虽然它存在一些局限性，但随着技术的不断进步和应用领域的不断拓展，数值模拟将会越来越成熟和完善。
数值模拟_精品文档
数值模拟摘要：数值模拟是一种通过计算机模拟方法来研究和分析现实世界中的物理现象、工程问题和自然现象的方法。
本文将探讨数值模拟的原理、步骤和应用场景，并讨论其优点和限制。
1. 引言数值模拟是一种基于计算机技术的仿真方法，可用于模拟和研究各种自然和工程现象。
它通过利用数值计算方法解决传统试验无法解决或者很难解决的问题。
2. 数值模拟的原理和步骤数值模拟的基本原理是将问题转化为数学模型，并通过计算方法求解该模型。
它通常包括以下步骤：2.1 问题建模在数值模拟中，首先需要对待解问题进行建模。
建模的目的是将实际问题转化为数学模型，包括确定问题的边界条件、初值条件和物理方程等。
2.2 离散化离散化是将连续的问题转化为离散的数值问题。
例如，在求解连续介质力学问题时，可以通过将物理空间离散为网格点，并对网格点上的物理量进行离散化处理。
2.3 数值求解数值求解是数值模拟的核心步骤，涉及到使用数值方法和算法对离散化后的问题进行求解。
常用的数值方法包括有限差分法、有限元法、边界元法等。
2.4 结果分析数值模拟的最终结果需要进行分析和验证。
分析结果可以通过与理论分析、实验结果或其他已有数据进行比对来验证其准确性和可靠性。
3. 数值模拟的应用场景数值模拟广泛应用于各个领域，包括物理学、化学、生物学、工程学和计算机科学等。
3.1 天气预报数值模拟在天气预报中有着重要的应用。
通过对大气物理方程进行离散化和数值求解，可以对天气系统进行模拟预测，并提供准确的天气预报。
3.2 污染扩散模拟污染扩散模拟是评估污染物排放对环境影响的重要手段。
通过模拟和计算污染物在大气、水体或土壤中的传输和扩散过程，可以评估污染物的浓度分布和危害程度。
3.3 车辆碰撞模拟车辆碰撞模拟可以通过数值模拟来研究交通事故的发生机理和影响因素。
通过建立车辆和人体的力学模型，并对碰撞过程进行数值求解，可以评估碰撞对车辆和人体的影响。
4. 数值模拟的优点和限制数值模拟作为一种研究方法具有以下优点：4.1 成本低廉相对于传统试验方法，数值模拟不需要大量的实验设备和人力资源，能够在计算机上进行模拟和求解，降低了成本。
- 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)。
3 下分层开切眼围岩变形失稳研究3 Study on deformation instability of surrounding rock under Stratified open cut下分层开切眼围岩变形、失稳与破坏由以下两个方面因素影响：第一，由其围岩地质条件决定，下分层开切眼顶板为上分层工作面回采过后跨落的矸石重新压实、稳定、胶结而成的再生顶板，整体稳定性差，具有明显的非连续介质破裂体或块裂体的性质，下分层开切眼两帮煤体与顶板层面的黏结系数及内摩擦角小于一般回采巷道，而与底板层面的黏结系数及内摩擦角则基本相同，这是由于下分层开切眼顶板是破碎矸石，虽经过了压实、稳定、胶结过程，与原始地层沉积的粘结性相比，胶结状态仍比较差；第二，由其巷道工程应力赋存环境决定，下分层回采巷道围岩已经受到上分层回采巷道开挖、上分层回采及附近煤柱的影响，并引起应力的重新分布、部分区域应力集中，临近上分层工作面回采使下分层回采巷道周边应力条件更复杂，围岩更破碎，维护也更困难；第三，由其应力赋存环境决定，下分层开切眼围岩已经受到上分层回采巷道开挖、上分层回采及附近煤柱的影响，并引起应力的重新分布、部分区域应力集中，临近上分层工作面回采使下分层开切眼周边应力条件更复杂，围岩更破碎，维护也更困难。
3.1 下分层巷道掘进前围岩应力分布和变形特征(In Front of the Lower Slice Roadway the Stress Distribution and Deformation Characteristics)3.1.1 数值模拟方案本章采用FLAC3D建立数值计算分析模型，分析上分层回采巷道掘进与工作面回采对底板围岩应力分布和变形特征、下分层开切眼内错距离对巷道围岩应力特性和变形特征影响规律，从而研究下分层开切眼失稳的机理及破坏原因。
根据分析，注浆的目的即是为了加固顶板以及上覆岩层，所以我们通过改变上覆岩层的力学参数来模拟注浆深度对开切眼围岩稳定性的影响。
本文数值模拟分为四种情况，即下分层开切眼在未注浆，注浆1m 、2m 、3m 情况下的顶底板离层量、两帮移进量、屈服破坏情况和垂直应力分布的情况。
3.1.2 数值模拟模型的建立FLAC 3D 是FLAC 的三维扩展，它不仅包含了FLAC 所有的功能，并且在其基础上进一步开发，可用于求解有关深基坑、边坡、基础、坝体、隧道、地下采场以及洞室的应力分析，而且也可以用来进行动力分析，因此在国际岩土领域非常流行。
FLAC 3D 采用的“显式拉格朗日”算法和“混合—离散分区”技术，能够非常准确的模拟材料的塑性破坏和流动，由于无须形成刚度矩阵，因此，基于较小内存空间就能够求解大范围的三维岩土工程问题。
由于采用了自动惯量和自动阻尼系数，克服了显式公式存在的小时间步长的限制以及阻尼问题。
所以，FLAC 3D 是一个求解三维岩土问题的最理想工具之一。
FLAC 3D 有良好的前处理功能，计算时程序自动将模型剖分成六面体单元，每个单元都可以有自己的材料模型，材料可以在外力及应力场的作用下发生屈服流动，节点的位置也会随着模型的屈服流动而发生改变(大变形时)，因此，FLAC 3D 在模拟大变形问题上有其独到之处。
针对不同的材料，FLAC 3D 软件提供多达10种材料模型，能更真实地模拟实际材料的力学行为。
另外，FLAC 3D 可以模拟多种岩土工程地质不连续面，包括断层、节理等以及常见的多种支护形式，例如梁(beam)、锚杆(索)(cable)、桩(pile)、壳(shell)等。
本文需要模拟的内容是下分层开切眼顶板在未注浆，注浆1m 、2m 、3m 情况下的顶板离层量、两帮移进量、屈服破坏情况和垂直应力分布情况。
数值模拟中采用Mohr -Coulomb 屈服准则：131sin 21sin +=-+-s f ϕσσϕ （3-1）式中：1σ-最大主应力；3σ-最小主应力；c -内聚力；ϕ-内摩擦角。
该模型包含剪切和拉伸两个准则。
当0s f <时，材料将发生剪切破坏［57］。
针对永红煤矿3511工作面的生产地质条件，综合考虑各方面影响因素，将模型划分为9层，建立如图所示的FLAC3D模型（煤层倾角3～6°），为研究开切眼失稳的一般规律对模型进行简化：模型按0°建模，开切眼为宽×高=4m×3m的模型，数值模拟计算模型见图3-1所示，模型尺寸(长×宽×高)确定为：200m×1m×60m，网格单元12000个，模型节点数24522个。
模型顶边界为应力边界，底边界为垂直位移固定，左右边界水平位移固定。
煤层埋深300m，上边界施加应力7.5MPa，侧压系数为1。
模型中各岩层和煤层的岩体力学参数如表3-1所示。
图3-1 数值计算模型Figure3-1 Numerical calculation model表3-1 数值计算模型的岩体力学参数Table3-1 Rock mass mechanics parameters of numerical calculation model岩层岩层厚度h/m密度Kg/m3体积模量K/GPa剪切模量G/GPa摩擦角f/°粘结力C/MPa抗拉强度T/MPa上覆岩层222500 3.9 1.226204粉砂岩 4 2500 4.8 2.45242010细砂岩6 2550 5.8 3.0 29 20 10 砂质泥岩8 2450 4.2 2.0 24 16 8 3#煤6.25 1420 2.4 1.0 20 2.8 1.4 碳质泥岩6 1620 2.2 0.9 22 3.6 1.2 泥岩8 2300 2.6 1.0 23 4.5 1.8下覆 岩层 102500 3.9 1.2 26 20 43.1.3 上分层巷道掘进时围岩应力和变形特征按弹塑性理论，把煤岩体作为弹塑性体进行分析，巷道尺寸远小于均值煤岩体尺寸。
巷道围岩沿径向应力表达式[78]为：()()112121-⎡⎤-+=⎢⎥+⎣⎦c c p R r εεδδε （3-2）式中：c δ—理论上的单轴抗压强度理论值，MPa ，2cos 1sin =-c c φδφ； ε—理论上的单轴抗压强度的斜率，1sin 1sin +=-φεφ； c —内聚力，MPa ； φ—内摩擦角，°；p —初始应力，MPa ；R—塑性区半径，m。
从公式3-2可知：初始应力p，巷道半径为r以及自身岩体强度对塑性圈半径有影响。
δ为7.99实例计算：以永红煤矿初始应力7.5P MPa=为计算条件，φ为20°，c MPa，c为2.8MPa，巷道塑性区半径为2.39m。
巷道开挖影响巷道围岩应力状态、围岩位移场及塑性区分布，巷道围岩变形矢量图、塑性区分布图、垂直应力分布图分别见图3-。
从图3-（1）可以看出，掘进巷道引起周边及深部向巷道中央位移，使巷道周边围岩位移场重新分布，并且围岩位移是从浅部逐渐向深部位移的，表现为周边位移大，深部位移小。
即在围岩深部出现零位移点，从围岩表面到围岩深部（零位移点）表现为围岩的剪应力区域；围岩深部、围岩浅部与围岩表面之间的变形为依次升高。
由巷道垂直应力分布（图3-（2））特征来看，巷道围岩应力发生变化，应力集中区域由巷道围岩表面向围岩深部转移，最终表现为围岩表面出现应力降低而在围岩深部出现对称的应力集中核，也就是弹性压缩核。
巷道围岩浅部到深部围岩应力变化的过程即巷道变形破坏的过程，终态显现为两帮的围岩深部出现弹性压缩核，应力集中系数为1.33。
与围岩表面位移相反，表现为巷道浅部应力小，距离巷道两帮2m处，应力最大，为10MPa。
从图3-（3），沿巷道水平或竖直中心线方向，围岩塑性区呈对称分布；塑性区范围表现为底板塑性区大于顶板塑性区，两帮范围一致。
向底板深处影响为3.5m，而对两帮的影响为3.6m。
（1）位移矢量图（2）垂直应力图（3）塑性区分布图图3-2 上分层巷道开挖对围岩变化的影响理论分析和数值模拟计算表明：塑性圈半径不仅与岩体自身的强度有关，而且还受到初始应力p，巷道半径为r的影响（巷道宽度为3.5m，即理论计算影响范围为2.39m）。
而数值计算表明，对两帮的影响为3.6m，对底板影响为3.5m。
巷道开挖对围岩周围影响范围较小。
围岩深部变形与围岩浅部、围岩表面变形之间具有明显的相关性，围岩深部、围岩浅部与围岩表面之间的变形为依次升高。
而通过数值计算和理论分析，巷道开挖影响巷道围岩应力状态、围岩位移场及塑性区分布，并且两者在计算误差范围内相吻合；巷道围岩位移表现为浅部位移大，深部位移小；应力由浅部向围岩深部转移，垂直应力最终表现为浅部应力小，深部应力大；塑性区的破坏也是从表面、浅部到围岩深部依次发生变化，塑性区范围沿巷道水平或垂直方向对称分布，并且顶底板塑性区小于两帮塑性区。
3.1.4上分层工作面回采时底板应力分布特征图3-3 煤体与采空区交界处垂直应力等值线分布图Figure3-2 Coal mined-out area at the junction of the vertical stress contour maps 上分层30103工作面回采后，沿煤层倾向方向底板垂直应力场如3-3所示。
由图3-可知，煤体与采空区交界处的采空区下出现应力降低区，应力值为2MPa，远低于原岩应力；而在交界处的煤体下出现应力集中区，并且应力曲线呈现U型分布，距离采空区与煤体交界10m位置处，垂直应力高达20MPa，应力集中系数为2.67，明显高于只掘进巷道的应力集中系数。
结合上分层工作面底板应力分布情况，应将下分层开切眼布置在应力降低区域的的采空区下方，开切眼布置方向上即与上分层开切眼的内侧平行布置。
3.2 布置不同位置时下分层巷道围岩应力分布特征(The Lower Slice Roadway Layout Different Position Surrounding Rock Stability)影响下分层巷道稳定性的因素有：围岩地质条件，巷道工程赋存环境，巷道施工因素以及布置位置等，本节着重研究巷道的布置位置对巷道稳定性的影响。
3.2.1 下分层开切眼布置不同位置时围岩应力特性（1）平行上分层采空区内侧0m （2）平行上分层采空区内侧3m（3）平行上分层采空区内侧6m （4）平行上分层采空区内侧9m（5）平行上分层采空区内侧12m （6）平行上分层采空区内侧15m（7）平行上分层采空区内侧20m （8）平行上分层采空区内侧25m图3-4 下分层开切眼内错0~25m垂直应力分布图上分层煤体回采结束后，底板煤体垂直应力分布如图3-所示。
图中显示煤柱中央呈现应力集中，为“弹性压缩核”，垂直应力值均为36MPa，应力集中系数为4.8。