基于Geostudio的露天矿山边坡的稳定性分析

研究对象为海螺名下水泥原料矿山边坡，研究内容为在降雨和地震等因素影响下边坡的稳定性。采用的方法有赤平投影法和Geostudio模拟，其中Geostudio模拟计算主要使用方法为极限平衡法，模拟计算边坡在自然状态、降雨、地震、降雨同时地震4种情况下的安全系数。根据模拟结果显示，在自然工况和连续强降雨情况下边坡都是稳定的；在地震工况下边坡稳定性较差，有可能发生失稳；在降雨同时发生地震极端情况下，边坡稳定性极差。整体的边坡稳定性较好，但在特殊工况下仍有失稳的可能性，须采取一定的加固措施，但因研究对象为未开采的水泥原料矿山边坡，边坡加固措施应根据工程设计而安排，在此文中不作展述。     

降雨条件下边坡稳定性评价方法研究

以某露天边坡为例,考虑不同降雨强度下边坡流固耦合渗流特征,并采用强度折减法分析降雨量分别为5、17.5、37.5、75、175mm/d条件下降雨历时5、10、15、20h时边坡岩体内孔隙水压分布特征以及变形规律,探讨降雨-自重耦合作用下边坡失稳显现特征。分析结果表明:降雨对边坡安全系数降低作用明显,但当降雨持续至20h后边坡安全系数受降雨强度影响不再显著,而降雨量对边坡变形的作用显著,且降雨量与边坡整体位移呈正相关关系;从不同降雨历时下孔隙水压分布特征可知,降雨量越大岩体达到饱和状态历时越短。因此对边坡在降雨条件下的稳定性评价应综合考虑边坡变形特征、渗流规律以及安全系数等因素。     

不同降雨强度条件下排土场边坡渗流可靠度研究

结合GEOSTUDIO软件的渗流有限元法和蒙特卡洛法,建立了不同降雨强度条件下某矿山排土场边坡渗流可靠度计算模型。采用Van Genuchten模型估算排土场边坡的水土特征曲线和渗透系数函数,计算了矿山排土场边坡在天然状态下最危险滑面上边坡的安全系数,研究了降雨入渗作用下排土场边坡稳定性和可靠度的时程变化规律以及不同降雨强度对排土场边坡稳定性和可靠度的影响。研究结果表明:随着降雨强度的增大,排土场边坡体内的浸水面深度不断增加,孔隙水压力增大,安全稳定性系数逐渐降低,边坡趋于失稳。     

渗流作用下某露天矿排土场边坡稳定性及敏感因素分析

以云南某露天矿内排土场为研究对象,运用Geo-Studio有限元数值模拟软件中的SEEP/W和SLOPE/W模块,对排土场边坡进行降雨入渗过程模拟及极限平衡分析,结果表明:当降雨强度为120 mm/d、连续降雨2 d后,边坡表面会出现暂态饱和区;当降雨强度为46 mm/d时,未出现暂态饱和区,降雨强度越大,暂态饱和区出现得越早;排土场边坡大量散体物质在降雨入渗作用下,其内部孔隙水压力和体积含水率会发生相应变化,导致边坡抗剪强度降低,进而引起排土场边坡失稳破坏。基于敏感性分析原理,利用SPSS进行正交试验,分析容重、内聚力、内摩擦角及降雨强度对边坡安全系数的影响程度,结果表明:各因素对边坡稳定性的敏感度排序为内摩擦角>土体容重>内聚力>降雨强度。     

降雨入渗条件下矿坑边坡稳定性分析

降雨入渗的情况之下,边坡稳定性的分析和研究为何如此重要,主要是矿坑边坡稳定性受到降雨的主要诱发,导致土地的饱和度变大,含水量增加之后土体中的基质吸引力会变小,导致其抗剪的强度降低;更严重的情况是会出现矿坑边坡失稳或者出现滑坡等危险情况。所以,必须要参考现场的实际工程情况,根据软件提供的渗透张量的计算程序获取灰岩渗透张量。利用降雨的不同工况就加固前后位移以及安全系数的变化规律进行前后对比分析,甚至要在降雨条件下对矿坑边坡的加固结构的轴力变化规律进行分析;本文就是根据这样的方式去探讨降雨入渗条件下矿坑边坡稳定性。     

降雨历时对边坡稳定性的影响

本文以非饱和土力学理论为基础,考虑了降雨入渗过程中的渗流-应力耦合过程,采用Geo-studio软件对非饱和土边坡进行数值模拟分析,得出不同降雨历时对边坡孔隙水压力和位移的影响规律,以及边坡稳定性系数的变化。该研究成果为正确认识降雨条件下滑坡发生的机理提供了科学依据,为降雨型滑坡的监测预警分析提供了基础。     

雨水重分布下排土场边坡稳定性可靠度分析

为了探究降雨诱发的滑坡具有滞后性的原因,基于饱和-非饱和渗流理论,建立了排土场边坡雨水重分布数值模型,结合可靠度分析方法,研究了排土场边坡在降雨过程中以及结束后一段时间的稳定性。结果表明:前期降雨强度对雨水入渗过程有重要的影响,前期降雨越大,降雨入渗到土壤中的雨水越多,边坡稳定性降低得越快;在降雨结束后雨水重分布过程中,排土场边坡的稳定性先降低后逐渐趋于稳定,可以解释降雨时滑坡的发生具有滞后性的原因;排土场边坡的稳定性变化规律与湿润锋下移的深度和速率的特性基本一致,故可用湿润锋下移的深度和速率作为衡量边坡稳定性变化的重要指标之一。     

干燥和饱水状态下岩石混凝土一体两介质受力特征试验研究

为了研究干燥和饱水状态下岩石-混凝土一体两介质损伤破坏特征,揭示饱水作用下一体两介质的破坏机理,开展了砂岩、混凝土和砂岩混凝土一体两介质三种模型试件在干燥和饱水状态下单轴压缩试验研究.结果表明:岩石-混凝土一体两介质表现出单一介质模型连续性的力学特性;干燥和饱水状态下岩石-混凝土一体两介质强度介于岩石和混凝土单一介质之间,且更接近强度更低的混凝土试件;三种模型试件在干燥状态下破坏形式为脆性破坏,而饱水状态下破坏形式为延性破坏.     

MIDAS三维数值软件在深凹露天边坡稳定性评价中的应用

采用MIDAS三维数值仿真分析程序对某深凹露天铜矿边坡进行了三维模拟,并对该矿现状和终了时刻的边坡稳定性进行了仿真分析,得到了边坡在三维状态下的最大剪应力分布、安全系数、潜在破坏形态以及危险区域分布,分析结果表明:边坡三维状态下开采现状和开采终了时刻的安全系数分别为1.35和1.40,边坡整体处于稳定状态,分析结果与矿山实际相符,证明了该方法的可靠性,可为矿山边坡稳定性评价提供借鉴。     

降雨入渗作用下排土场边坡稳定性分析及可靠度研究

为探究大气降水对排土场边坡安全及其可靠度的影响规律,采用数值模拟软件Geostudio进行了排土场边坡在两种降雨工况下的二维渗流与稳定性分析。通过Seep/W分析了排土场边坡渗流特征,将Seep/W瞬态分析所得孔隙水压力与体积含水率分布导入Slope/W,通过Slope/W内嵌的MCS程序获得边坡在不同时刻的失效概率与可靠度指标。研究结果表明:雨水入渗使得边坡土层的体积含水率与孔隙水压力逐渐变大,土体抗剪强度减弱,边坡安全系数与可靠度指标也随之降低,边坡失稳概率增加。相同降雨时长,降雨强度大的工况下边坡失稳的可能性更高;相同降雨总量时,降雨持续时间越长,边坡失稳的可能性越高。安全系数高于允许最小安全系数时,边坡的可靠度指标与失效概率仍可能超出可接受范围,边坡破坏概率最大时的安全系数不一定最小,安全系数并不能完全反映边坡的实际稳定状态。两种方法结合使用,可以更好地指导边坡工程设计,降低潜在失稳风险。     

指数分布型根系根-土复合体强度特性研究

指数分布型是排土场护坡植物根系中十分常见的根型，为进一步揭示根-土复合体固土护坡的内在机理，针对现有数值模拟方法不易还原自然条件下根系真实形态的问题，结合土工试验，优化数值模拟方法，研究了细观尺度下指数分布型根系根-土复合体的力学强度特性，结果表明：根-土复合体试样表现出与素土不同的颗粒位移特征，根系的存在能够显著提高土体的整体性，根的张拉作用限制了土体的侧向变形；构建的根-土复合体离散元模型可以较好地反映含根系土壤的力学效应，根系内部应力主要集中于剪切平面附近的根系部，各垂直荷载下未发现根系整体贯通断裂，断裂整体上呈现出在剪切平面集中、土体内零星分布的特点；素土试样的剪应力-剪切位移曲线呈现出带有波峰的应变软化趋势，而根-土复合体试样呈现出无波峰的应变硬化趋势；草本植物根系主要增大了根-土复合体的黏聚力，对内摩擦角的影响不明显。研究成果对于深入了解根土相互作用加固土壤的机理和推进根-土复合体的数值模拟研究具有重要的参考意义。     

降雨入渗对露天矿边坡稳定性的影响研究

针对露天矿边坡易受降雨影响而产生滑坡灾害的情况,采用数值模拟的方法对边坡受降雨入渗影响的程度进行评估,在模拟中设置边坡坡比分别为1∶2.0、1∶1.5、1∶1.0,同时设置降雨的入渗深度为6m。模拟结果表明,在降雨入渗深度为6m条件下3种坡比的稳定性安全系数较入渗深度为0m有明显下降;不同坡比的破坏模式也有较大差别,降雨入渗深度为6m时,坡比为1∶2.0的边坡模型已形成了较完整的滑动面。建议在实际工程中通过采取边坡坡面防护措施,适当控制开挖边坡坡比来提高露天矿边坡的整体稳定性。     

降雨类型对土质边坡稳定性的影响研究

以某土质边坡为例,对不同类型降雨(均匀型、递减型、峰值型、递增型)作用下的边坡进行了稳定性计算分析,结果表明:在降雨量和降雨持时相同的条件下,递增型降雨对边坡稳定性的影响最大,而递减型降雨条件下边坡发生失稳时间最早。     

黄土地区土质边坡稳定性的分析及评价

降雨会引起滑坡是工程施工中常见问题之一,滑坡常发生在降雨期或降雨结束后,同时降雨后地区滑坡体会随着雨水入渗逐渐发育。黄土地区土质边坡易受降雨冲刷而产生局部滑塌,坡面稳定性相对较差,长时间强降雨,更使坡体含水率与孔隙水压力增大,坡体抗剪强度缩小,随之引发边坡失稳。本文从某建筑场地边坡勘查工程出发,介绍了黄土地区土质边坡的基本特性,同时分析建设工程活动对边坡稳定性的影响,通过采用简化Bishop法,较为准确的分析和评价边坡的稳定性、安全性,并提出了防护和治理建议。     

抗滑桩位置对边坡稳定性影响程度的研究

为研究抗滑桩位置对边坡稳定性的影响,选用有限元软件ABAQUS进行数值模拟分析,运用强度折减法计算不同状态下的边坡安全系数,通过对比安全系数的大小来判定抗滑桩位置对坡体稳定性的影响程度。研究发现,抗滑桩能有效提高边坡的安全系数,且安全系数的大小与抗滑桩的位置关系密切。数据显示,坡顶附近安全系数较高,距坡底1/3坡宽处的安全系数相对较小。     

基于灰色关联度分析的某矿山排土场边坡稳定性数值模拟研究

采用Geo-Studio有限元软件中的SEEP/W和SLOPE/W模块,对某露天矿排土场边坡进行了不同降雨类型(前峰型降雨、后峰型降雨、中峰型降雨、均匀型降雨)条件下的稳定性数值模拟研究,结果表明:不同降雨类型对边坡内部渗流特征影响程度不同,其中前峰型降雨的渗流特征变化幅度最大;边坡安全系数的变化与渗流特征变化趋势相同,渗流特征变化幅度越大,边坡安全系数下降越快。为确定边坡稳定性影响因素的敏感度,基于灰色关联度分析理论,采用正交试验对各因素进行了灰色关联度分析,结果表明:各影响因素的敏感度排序为内摩擦角>内聚力>土体容重>降雨强度>排土体渗透系数,其中土体容重和内聚力的关联度相差不大。     

某露天矿山边坡结构参数优化与支护设计

某露天矿山东帮边坡稳定性较差,已有12个区域出现大面积滑坡或垮塌,导致东帮边坡部分平台不连通,给矿山生产造成了严重的安全隐患。基于此,以边坡安全系数控制值为边坡稳定评判标准,采用极限平衡法、Geo-Slope软件计算边坡安全系数,分析边坡整体与局部的稳定性,并对不稳定区域进行参数优化研究,结果表明:东帮边坡整体滑坡的概率较低,但局部稳定性较差,需采取防护措施;边坡结构参数经优化后,边坡整体处于稳定状态。     

风荷载作用下高耸建构筑物对边坡影响研究

当坡顶存在建构筑物时,通常采用将坡顶建构筑物简化为均布荷载或局部荷载的方法来分析边坡稳定性。但是随着建构筑物随着高度的增加,对横向荷载越发敏感,仅考虑坡顶建构筑物的重力影响对边坡的影响不符合实际情况,需额外考虑建构筑物受到的横向荷载及其对边坡的影响。本文依托于某工程一处坡顶建设有高约122m的高耸冷却塔的边坡,采用三维有限元软件对冷却塔边坡进行模拟,得出冷却塔受风荷载作用下对边坡的影响规律,为类似工况的边坡设计提供参考。     

长山壕某露天矿边坡稳定性分析

以长山壕露天金矿西坑扩界的边坡为研究对象,利用岩石破裂过程分析系统RFPA~(2D)-SRM二维强度折减版建立边坡模型,分析边坡在无节理、自然状态以及加固情况下的稳定性与安全系数,得出节理为岩质边坡失稳破坏的主要因素。建议加固时延伸锚杆长度直至贯穿潜在滑移面,以提高边坡的整体稳定性。     

振动效应受锚边坡锚固长度优化分析

以矿山受锚边坡为研究对象,基于坡底振动荷载对边坡稳定性的影响,分析了振动波在坡体介质中的传播特征,建立了P波入射的传播模型,结合波程差概念,获得了在坡表浅层区域振动增强的最大影响深度。结合某矿山边坡工程预应力锚杆加固算例表明:将锚杆设计长度提高16.7%后,边坡剪切带范围从坡顶向下逐渐减小,且锚杆内力呈较均匀分布,增强了振动条件下边坡的稳定性,可为矿山边坡锚固参数的设计提供借鉴。