计算模型及模拟方案
计算所采用的材料模型、屈服准则、边界设置条件和约束条件等同4.1节。模拟内容为隧道的开挖和初次支护过程，采用荷载释放法及设置不同施工步实现施工过程的模拟。计算模型中，初期支护喷混凝土（含钢拱架及钢筋网，将其刚度折算到混凝土中）采用Beam3单元模拟，围岩采用Plane42单元模拟，计算中采取提高围岩材料参数的方法模拟注浆锚杆对围岩的加固作用，具体参数见表4.3。
图4.10 不同埋深条件的当量应力云图
图4.11 五种埋深条件下的塑性区分布
表4.3 初次支护区内的计算参数
一、作用不同
1、仿真
随着军事和科学技术的迅猛发展，仿真已成为各种复杂系统研制工作的一种必不可少的手段，尤其是在航空航天领域，仿真技术已是飞行器和卫星运载工具研制必不可少的手段，可以取得很高的经济效益。
2、模拟
模拟的作用表现在：
①能对高度复杂的内部交互作用的系统进行研究和实验。
②能设想各种不同方案，观察这些方案对系统的结构和行为的影响。
③能反映变量间的相互关系，说明哪些变量更重要，如何影响其他变量和整个系统。
④能研究不同时期相互间的动态联系，反映系统行为随时间变化而变化的情况。
二、意义不同
1、仿真
海湾战争期间“爱国者”导弹和“飞毛腿”导弹之间的较量，也反映出了仿真模拟的参与。现代战略导弹的进攻威力很大，射程很远，更要命的是常常装有多个真真假假的弹头，用来迷惑敌方，以便顺利突破敌方强大的防空网。
2、模拟
模拟是在设计的最初阶段开始进行，这期间设计人员会借助它来对初始代码进行评估。开发人员需在设计进程的初期阶段--一般在获得硬件前的几个月--使用模拟器对复杂的多核系统进行建模。
三、方法不同
1、仿真
连续系统的仿真方法和离散事件系统的仿真方法（见仿真方法）。人们有时将建立数学模型的方法也列入仿真方法，这是因为对于连续系统虽已有一套理论建模和实验建模的方法。
但在进行系统仿真时，常常先用经过假设获得的近似模型来检验假设是否正确，必要时修改模型,使它更接近于真实系统。对于离散事件系统建立它的数学模型就是仿真的一部分。
2、模拟
进行模拟的步骤包括确定问题、收集资料、制订模型、建立模型的计算程序、鉴定和证实模型、设计模型试验、进行模拟操作和分析模拟结果。
这里所说的模型必须是模拟模型，一般地说，随机模型比确定性模型、动态模型比静态模型、非线性模型比线性模型更多地使用模拟方法来分析和求解，而成为模拟模型。
模拟模型比较灵活，不求最优解，可以回答如果在某个时期采取某种行动对后续时期将会产生什么后果一类的问题。除模拟模型外，进行模拟还需要电子计算机程序、模拟语言、实验设计技术等必要的知识。
参考资料来源：百度百科－仿真
参考资料来源：百度百科－模拟
7.3.3.1 计算模型及边界条件
根据安家岭露天矿实际地质数据及工作面开采情况，分别建立29209、29210和29211工作面二维计算模型以及井工二矿开采三维计算模型，模型尺寸和岩性分层按照实际提供资料获得。二维模型底边界为全约束，左边界为法向约束，其他边界均为自由边界;三维模型底面为全约束边界，侧面为法向约束边界，顶面为自由面边界。数值计算剖面如下图7-35所示。
图7-35 数值计算模型
7.3.3.2 数值模拟方案
首先在数值模型两侧及底部法向约束，进行重力作用下的稳定性计算，获得初始地应力场，计算中块体采用弹性本构、界面采用脆性断裂模型。
开挖前首先将位移场结果清零，设置新的位移计算起点。根据实际开采条件中在工作面推进过程中初次来压步距(约为50m)、周期来压步距(约为20m)确定开采步距。
29209剖面需要模拟井工矿开采和内排压脚对岩体边坡变形破坏的影响规律。在剖面范围内涉及到9号煤层29208和29209工作面，一条当前停采线，一条设计停采线。开采步距示意图如图7-35(c)所示，具体开采顺序为:
9号煤层29208工作面在边界留50m，2010年07月28日前开挖115m(分50、20、20、25m)，2010年07月28日至2010年08月28日开挖134m(50、50、34m)，2010年08月28日至2010年09月28日开挖167m(50、50、50、17m)，29208工作面和29209工作面之间留57m煤柱，2011年12月15日开挖53m，2011年12月15日至2012年01月15日开挖164m(20、20、24、50、50m)。根据施工记录，2012年01月15日开始进行内排压脚，为了说明压脚对边坡稳定性的影响，分别计算了2012年01月15日后压脚及不进行压脚的情况。2012年01月15日至当前停采位置日开挖112m(50、22、20、20m)。当前停采位置到设计停采位置共99m(20、20、20、20、19m)，设计停采线以后每次开挖设定长度为10m，根据计算结果确定开挖距离。
29210剖面需要模拟井工矿开采对岩体边坡变形破坏的影响规律。29210剖面涉及到4号煤层24207、24208两个工作面和9号煤层29209、29210两个工作面。其中有两条合理设计停采线，一条初始停采线，一条设计停采线。开采步距示意图如图7-35(b)所示，具体开采顺序为:
4号煤层24207工作面左边界287m不开采，2010年9月17日至2010年9月28日开挖52.35m，2010年9月28日至2010年10月28日开挖39.85m，2010年10月28日至11月28日开挖157m(50、50、57m)，2010年11月28日至2010年12月28日开挖126m(50、50、26m)。4号煤层24207工作面和24208工作面之间留58m煤柱
9号煤层留50m边界，29209工作面到2011年4月27日开挖52m;2011年4月27日至2011年5月28日开挖148m(50、50、48m)。9号煤层29209工作面和29210工作面之间留56m煤柱。
4号煤层到2011年7月28日开挖118m(50、40、28m)，2011年7月27日～2011年8月25日开挖134m(34、30、30、20、20m)。
9号煤层到2012年2月25日分开挖106m(50、56m)，2012年2月25日～2012年3月25日开挖100m(50、50m)，2012年3月25日到初始停采线共开采302m(50、50、50、50、40、30、32m)，初始停采线到第一合理停采线共开采70m(30、20、20m)，第一合理停采线到第二合理停采线共开采58m(20、20、18m)，第二合理线到设计停采线共开采29m(20，9m)，设计停采线以后设定开采步为10m，根据计算结果确定开挖距离。
29211剖面需要模拟井工矿开采对岩体边坡变形破坏的影响规律。在剖面范围内只涉及到9号煤层29210和29211工作面开采，其中29211工作面还未进行开采。其中有三条合理设计停采线，一条初始停采线，一条设计停采线。开采步距示意图如图7-35(a)所示，具体开采顺序为:
9号煤层29209工作面在边界留50m，2011年11月24日前开挖148m(50、20、20、58m)，2011年11月24日～2011年11月25日开挖180m(50、50、50、30m)，29210工作面和29211工作面之间留57m煤柱;进入29211工作面到第一合理停采线共开采405m(50、20、20、50、50、50、50、35、20、20、20、20m)，第一合理停采线到初始停采线共开采81m(20、20、20、21m)，初始停采线到第二合理停采线共开采9.46m，第二合理停采线到设计停采线共开采25.37m，设计停采线到第三合理停采线共开采3.91m，合理停采线3以后每次开挖设定长度为10m，根据计算结果确定开挖距离。
计算过程中监测地表、坡面及内部布设测点的位移变化及应力变化情况。通过坡面监测点的相对变化分析上覆岩层及边坡的变形破坏规律。
模型解题法的详细介绍
一旦建立了数学模型，我们就可以利用数学方法和工具来求解问题。这包括代数、微积分、概率统计等数学知识，以及计算机模拟、优化算法等数值计算方法。通过这些方法和工具，我们可以找到数学模型的解，从而得到实际问题的解决方案。例如，在经济学中，我们常常使用模型解题法来分析市场供需关系。我们可以建立一个...
三维离散元土石混合体随机计算模型及单向加载试验数值模拟
摘要 针对土石混合体提出了一种随机计算模型。 在该模型中,可以模拟土石混合比、块石尺寸、块石形状等。给出了随机模型的实现方法,同时对该随机模型的算法可靠性进行了验证。通过统计分析的方法研究了单轴受压情况下土石混合体内部应力场分布与土石配比、岩石块度大小等因素的关系。并进一步给出了土石混合体的应力...
大学生沙盘模拟最佳方案是什么?
大学生沙盘模拟经营最佳方案如下：沙盘模拟经营是一种模拟实际商业环境的学习方法，通过操纵模型或沙盘，学生可以在相对低风险的情境中体验和实践商业决策。以下是大学生沙盘模拟经营的最佳方案：1、确定目标与指标：设定明确的经营目标，如盈利、市场份额、品牌知名度等。制定关键的经营指标，例如销售额、利润...
绿色建筑计算机模拟分析?
三、室外风环境 （一）模型抽象 模型的抽象过程是分析过程，根据建筑的环境特性,提取主要因素进行分析，确立模拟的思路。包括两个方面的内容，一方面是指模拟温度条件、风速、风向和压力；另一方面则是指根据建筑物周围的环境，对其进行建模分析，根据不同的建筑制定不同的模拟方案。（二）模型建立 建筑的...
计算模型的建立
岩溶塌陷机理及其预测与评价研究 剪切模量（shearmodulus）：岩溶塌陷机理及其预测与评价研究 式中：E——变形模量；μ——泊松比。图4-3 数值模拟模型外观及差分网格 图4-4 几何模型中的大小土洞 各层参数的选定值如表4-2所示。表4-2 概化后各层的材料参数表 4.4.2.5 基础与加载 实际中建筑物...
数学模型的建立及求解
作为初始值输入模型，经模拟识别后，最终确定其量值。(2)地下水开采量，根据水资源管理部门的实际开采量统计数据(表7.14)确定 表7.14 历年开采量统计表 7.4.2.5 初始水位 模型识别初始时刻为2004年7月。含水层初始水位(图7.11)根据区域流场形态，结合计算区内和区外2004年7月的地下水位观测资料...
并行计算模型BSP模型
4. 算法实现: 为PRAM模型设计的算法可以模拟在BSP处理器上，只要并行宽松度足够大，模拟效率是常数因子范围内的最优。处理分布式存储时，散列方法有助于均匀访问。BSP模型的评价: 它被看作是软件和硬件之间的桥梁，特别是当计算和通信平衡时（g=1），BSP模型在编程灵活性上表现出色。它在特定技术（如...
数学模型与数值模型
图7-5 模拟计算剖分图 考虑到大多数水文要素数据均按月统计，所以选取的计算时间步长为月，将所有的源、汇项及边界的数据均逐月整理成月平均值。3.数值模拟模型 含水层第i节点均衡域的渗流差分方程为：华北煤田排水供水环保结合优化管理 式中：fβ为属于第i均衡域的第β三角单元的小四边形面积：华北...
数学建模算法有哪些
另一个例子就是去年的彩票第二问，要求设计一种更好的方案，首先方案的优劣取决于很多复杂的因素，同样不可能刻画出一个模型进行求解，只能靠随机仿真模拟。2.2 数据拟合、参数估计、插值等算法 数据拟合在很多赛题中有应用，与图形处理有关的问题很多与拟合有关系，一个例子就是98 年美国赛A 题，...
模拟方法
3.正演模拟 正演模拟也称运转模型。它是在校正模型的基础上，利用合理外推的边界条件，模拟未来不同时刻的水头分布和流量变化，达到预报水位动态或开采量的目的。目的不同，正演模拟的程序也不一样。预报开采量的模拟程序大致是：在校正模型的基础上，根据设计开采方案，把开采井布局和分配的开采量加到模型...
黎达舒乐： 三大地基模型:1、文克尔地基模型(线弹性地基模型),文克尔地基模型是把地基视为再刚性基座上由一系列侧面无摩擦的土柱组成,并可以用一系列独立的弹簧模拟;2、弹簧半无限空间地基模型,假定地基是一个均匀连续各向同性的半无...
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黎达舒乐： PRAM(Parallel Random Access Machine,随机存取并行机器)模型,也称为共享存储的SIMD模型,是一种抽象的并行计算模型,它是从串行的RAM模型直接发展起来的.在这种模型中,假定存在一个容量无限大的共享存储器,有有限个或无...
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黎达舒乐：DEA方法分析步骤在应用DEA方法进行评价时,为获得一个比较可靠的结果需要在下面几个步骤上多次反复,有时甚至还要结合其他定性或定量方法.①明确问题阶段.为使DEA方法所提供的信息更具准确性和科学性,这一阶段需要完成...
望奎县19587977576： 交通系统建模主要有哪几种模型? - ？
黎达舒乐： 包括宏观模型、中观建模和微观建模.一、概述 中观交通模型介于宏观模型与微观模型之间,从分配方法上可将宏观、中观、微观模型大体作如下归纳:宏观模型:主要基于道路路段路阻延误函数的交通流量分配;中观模型:主要基于交叉口延...
望奎县19587977576： 数学建模的目的和方法 - ？
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