基于FLAC3D进行堆载作用下边坡稳定分析

调查分析保腾高速公路五合立交区边坡工程地质条件,通过ANSYS、FLAC3D建立边坡复杂三维地质模型。运用FLAC3D模拟分析边坡在堆载作用下三维位移场、应力场分布规律,研究边坡岩土体力学响应特性及可能的内在变形破坏机理。由强度折减法计算其安全系数,结果与极限平衡法计算结果一致。综合分析评定立交区边坡整体处于稳定,后缘局部可能崩塌滑移,为工程开展提供依据。同时探讨了边坡不同位置的堆载作用对其稳定性的影响,得知此类坡体在坡脚及中部堆载对边坡稳定有利,中部尤为明显,坡顶堆载对其稳定极为不利。     

陡帮强化开采边坡立体式在线监测技术研究

以巴基斯坦山达克铜金矿南矿体扩帮开采工程边坡为研究对象,基于边坡稳定性分析结果,提出了深部岩体破裂微震监测+表层边坡位移三维激光扫描监测的立体式联合在线监测技术方案。通过位移云图分析、重点监测区域位移-时间曲线分析、微震事件空间分布分析及监测数据耦合分析,研究了采场边坡变形破坏的演化规律。最终结论指出：边坡整体稳定性状况良好,发生大规模变形破坏的可能性较小；整个采场边坡变形破坏有2个条带,分布位于采场边坡西北、西南部+806m~+650m区域,其中采场西北部+734m~+662m区域边坡具有较高的风险等级。     

大型深凹露天矿边坡稳定性研究及智能监测系统应用

深凹露天矿山开采过程中易产生滑坡、泥石流、危岩垮落等地质灾害,为保证露天采场人员及设备安全,需开展深凹露天矿边坡稳定性研究。利用3DMine构建深凹露天矿三维模型,而后导入FLAC3D进行8个分区的露天矿边坡应力应变数值。从竖直方向位移、最大（小）主应力分布状态、剪切应变方面进行分析得出：竖直方向几乎无位移,露天边坡整体稳定性较强;局部台阶坡面存在应力集中现象,应加强监测。在实际工程中,矿山引入边坡智能监测系统,利用雷达扫描及GNSS在线数据集成技术形成三维可视化边坡模型,实时监测边坡空间位移变化数据,实际监测结果表明开采后边坡薄弱面发生位移,与数值模拟结果一致。文章创新点在于利用有限元数值模拟手段与实际工程中的三维智能监测系统相结合,可有效防治露天开采时所面临的地质灾害问题,对同类高大边坡安全稳定性研究具有一定的参考价值。     

内排土压脚回填技术在安家岭露井联采中应用

为治理安家岭矿区露天边坡滑坡及井工矿开采巷道变形,采用FLAC数值模拟,详细分析了内排土压脚回填前后安家岭露天矿边坡及在该边坡下布置的井工矿巷道围岩的应力场及位移场变化规律,并重点分析了不同回填高度对边坡及巷道稳定性的影响。研究结果表明,回填至标高+1358.8m后巷道破坏区不再与前端煤柱破坏区相连通,回填至标高+1393.6m后边坡及巷道围岩的水平位移减少幅度超过60%,煤柱承载力弱化比例明显降低。     

露天金矿边坡稳态数值分析及开采深度优化

随着矿山开采深度不断加大,对于安全开采深度的研究愈发重要。当前主要通过极限平衡法对边坡稳定性进行分析,针对精确分析结构面的稳定性状态研究较少。针对长山壕金矿东北采场开采现状,通过现场工程地质条件及岩体完整性调查,对边坡倾倒失稳破坏特征进行了详细分析。运用3DMine软件并根据现场工程地质调查数据及历史钻孔编录数据建立了矿区东北采场的复杂三维整体模型,对当前开采设计条件下的边坡最终状态模型的稳定性进行了分析。基于非连续变形分析(Discontinuous Deformation Analysis,DDA)法建立了采场北帮5个剖面模型,对该模型当前开采状态和不同开挖深度下的边坡稳定性进行了分析。结果表明:东北采场地质构造复杂,节理裂隙发育,岩体极破碎,是北帮边坡发生变形破坏的关键因素;当前开采设计方案在开挖施工过程中会造成边坡失稳破坏;通过DDA模型分析,验证了实际推测的破坏情况,模拟出了不同开挖深度工况下的稳定性情况,在坑底距离最终设计境界84 m时出现临界深度,为露天矿山开采设计提供了相关借鉴。     

软岩边坡陡帮开采破坏机理及数值研究

露天矿开采边坡角是资源回收率的重要标志,而陡帮开采可以提高采矿边坡角但会加剧边坡的变形,因此陡帮开采中需要控制应力释放及位移变形。通过摩尔库伦准则研究地应力与软岩强度关系,确定了应力重分布与应力释放的判别条件;选取某矿典型软岩矿山边坡模型、地下水富存状况,及岩土体力学指标,通过研究确定:边坡滑动模式为"坐落-滑移式",沿软弱泥岩层滑动;陡帮开采前边坡沿煤层顶底板滑动稳定性为1.142和1.150,底板控制下稳定性大于顶板控制稳定性;陡帮开采后在558水平以下台阶形成大位移和塑性变形区域,该区域处于极限平衡状态,整体沿煤层底板滑动稳定性为1.033,稳定性与数值模拟中陡帮开采位移破坏模式相符合。     

安家岭矿高陡边坡滑动破坏机理分析

本文以安家岭露天矿北端帮边坡为研究对象,根据实际工程情况和工程需要对其典型边坡进行滑坡破坏的稳定性分析和破坏演化机理研究.根据边坡滑动破坏前和破坏后的稳定性计算结果和仿真模拟的破坏规律分析结论,提出了相应的治理方案,并进行了治理后的边坡稳定性计算和数值模拟分析.由计算分析结果可以看出,按此方案治理后的边坡,稳定性安伞储备达到要求,边坡的破坏场得到控制,位移基本稳定,边坡整体稳定能够满足生活、生产的各种要求.     

水厂铁矿边坡开挖FLAC3D数值模拟与分析

本文在地质环境资料调研、岩石力学试验和地应力测量等工作的基础上,以Mohr-Coulomb屈服准则为力学模型,采用FLAC3D三维有限差分方法,对首钢水厂铁矿Ⅳ工程地质区开挖过程中边坡岩体应力场、位移场、破坏场进行了数值模拟计算,并对模拟结果进行了系统分析,以指导矿山安全开采。     

杏山铁矿露天转地下开采边坡变形分析

根据结构面与边坡面间的组合关系及地下矿体开采影响程度的不同,将边坡岩体分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ四个区域,并分析了各个分区边坡岩体的稳定性状态。运用FLAC 3D软件,模拟地下-15m水平开采对边坡应力场、位移场的影响,结果表明受地下开采扰动的影响,研究区域位移沉降明显,下部岩体位移方向指向采空区,易出现塌落破坏以充填地下采空区,上部岩体位移方向沿坡面指向采坑底,易出现牵引式滑动破坏。     

基于数值模拟的露天矿最终境界边坡稳定性影响特征研究

刚果(金)某露天矿开采多年,现状边坡处于稳定状态。随着工作帮开采范围、高度的增加,现状边坡逐渐形成最终境界边坡。为保证后续开采工作正常运行,最终境界边坡的稳定至关重要。现根据采场边坡工程地质勘察资料,测绘3组及以上岩体结构面产状,分析边坡潜在破坏模式为圆弧形,确定极限平衡计算方法为简化Bishop法和M-P法。基于3DMine软件建立最终境界边坡三维地质模型,将模型导入FLAC^3D软件对边坡稳定性进行数值模拟分析。通过将3DMine计算的剖面安全系数与FLAC^3D模拟的云图相耦合,综合分析查找危险滑面和潜在滑坡体;为后续开采境界优化、滑坡防治提供理论参考。     

南芬露天铁矿下盘采动时边坡稳定性数值模拟

通过分析南芬露天铁矿下盘边坡的区域地质资料,确定出降雨和爆破震动为影响边坡稳定性的主要因素。根据前期研究成果,对5#坡体剖面建立数值模拟计算模型,同时导入SLOPE/W模块,分析爆破和降雨耦合作用对扩帮前后边坡稳定性的影响。研究结果表明：岩体扩帮采动前后孔隙水压力变化不大,但是在近似梯形岩体开挖之后,一部分自重应力被消除,对边坡的地应力产生了显著影响。扩帮采动后的边坡在耦合作用下整体安全性变差,但依然保持稳定。286~454 m段属危险性边坡,454~574 m段边坡保持稳定。     

动力荷载作用下孔隙水压力的变化及边坡稳定性的分析（增刊）

稳定分析是边坡工程质量及安全的重大问题,然而影响边坡稳定的因素有很多,有内因和外因之分,常见的主要内部因素包括坡体的岩性,节理及地层分布以及大地构造应力等情况。主要的外部因素有水,地震及边坡的支护情况等。在过去的近一个世纪的时间里,许多学者对于边坡的稳定从各个方面进行了分析,有的主要考虑内部因素的作用,有的在内部因素的基础上额外的考虑了外部因素作用下的稳定情况。但是显而易见的是,作用于边坡的各种外部因素之间也是相互作用,相互影响的,这对于准确的分析边坡的稳定性是十分必要的,同时孔隙水压力的大小将直接影响坡体有效应力的分布情况。在本文中,重点推导并分析孔隙水压力在地震载荷作用下的变化情况,及其对于边坡稳定情况所产生的影响。     

降雨入渗对非饱和土体边坡稳定性影响及治理对策

为研究降雨入渗对非饱和土体边坡稳定性影响,基于饱和-非饱和渗流理论,分析了降雨入渗条件下边坡内部渗流场变化及其对边坡稳定性的影响。研究表明：①降雨入渗是饱和-非饱和过程,其内部体积含水率随降雨持续时间的变化而发生动态改变,在降雨初期,土体处于非饱和状态,黏聚力随着含水率的增大而增大,内摩擦角变化幅度较小,总体呈下降趋势,基质吸力增强,安全系数升高,对边坡稳定性有利;②随着降雨持续,孔隙水压力由负变正,黏聚力和内摩擦角随着含水率的增大而减小,基质吸力减弱,边坡稳定性降低;③降雨入渗终态过程为内部水位线升高,动静水压增加,土体有效重度降低,土体发生软化,力学强度参数降低,边坡稳定性随之降低,土体渗透系数与边坡安全系数总体成反比关系。在上述分析的基础上,结合土质边坡实例,应用强度折减法,分析了降雨入渗状态下边坡潜在滑动面、峰值位移随降雨持续时间的变化规律,认为降雨初期潜在滑动面由浅入深,峰值位移不断增大;降雨停止后,土体内部应力重新分布,土体由饱和转为非饱和,潜在滑动面、峰值位移发生逆变化。为防止降雨条件下边坡发生失稳破坏,针对性地提出了土质边坡治理建议,为非饱和土体边坡综合治理提供了有益参考。     

降雨入渗对非饱和土体边坡稳定性影响及治理对策

为研究降雨入渗对非饱和土体边坡稳定性影响，基于饱和—非饱和渗流理论，分析了降雨入渗条件下边坡内部渗流场变化及其对边坡稳定性的影响。研究表明：①降雨入渗是饱和—非饱和过程，其内部体积含水率随降雨持续时间的变化而发生动态改变，在降雨初期，土体处于非饱和状态，黏聚力随着含水率的增大而增大，内摩擦角变化幅度较小，总体呈下降趋势，基质吸力增强，安全系数升高，对边坡稳定性有利；②随着降雨持续，孔隙水压力由负变正，黏聚力和内摩擦角随着含水率的增大而减小，基质吸力减弱，边坡稳定性降低；③降雨入渗终态过程为内部水位线升高，动静水压增加，土体有效重度降低，土体发生软化，力学强度参数降低，边坡稳定性随之降低，土体渗透系数与边坡安全系数总体成反比关系。在上述分析的基础上，结合土质边坡实例，应用强度折减法，分析了降雨入渗状态下边坡潜在滑动面、峰值位移随降雨持续时间的变化规律，认为降雨初期潜在滑动面由浅入深，峰值位移不断增大；降雨停止后，土体内部应力重新分布，土体由饱和转为非饱和，潜在滑动面、峰值位移发生逆变化。为防止降雨条件下边坡发生失稳破坏，针对性地提出了土质边坡治理建议，为非饱和土体边坡综合治理提供了有益参考。     

凹山采场边坡多元信息监测及分析

针对南山铁矿现有主采场凹山采场挂帮矿开采、回采过程中的边坡稳定性问题,采取稳定性监测雷达、深部多点位移计和钻孔测力计3种监测手段对边坡变形进行实时监测,建立边坡表面位移、深部位移及深部应力立体监测网。根据监测分析得出如下结论：爆破振动是影响边坡稳定性的主要外因,优势结构面是影响边坡稳定性的主要内因;将边坡内部应力变化率作为边坡失稳的判据,相较于位移变化率具有超前性;建立边坡表面位移、深部多点位移和深部应力监测的多元信息监测网,能够有效地对边坡的稳定性进行预测,确保采场挂帮矿的安全开采。     

裂隙岩体本构模型及数值模拟研究与应用

基于莫尔-库仑理论模型,结合裂隙岩体损伤力学方法,研究岩体中裂隙的出现、扩展从而实现岩体局部破坏的本构关系及演化方程,同时在FLAC3D提供的二次开发程序接口基础上,采用VC++程序语言实现了自定义本构模型,并将其编译成动态链接文件进行加载与调用。将此本构模型应用于一实际巷道的开挖围岩稳定分析中,得到塑性区、位移场、应力等值线分布与莫尔-库仑模型计算结果分布相符合,从而进一步验证了模型的适用性和可靠性,这为工程的实际应用提供了一种方法。     

基于降雨-地震耦合作用土质边坡稳定性研究

采用数值模拟软件Geo-studio、ANSYS和FLAC3D建立了考虑降雨入渗和地震力的三维计算模型,研究了基于降雨—地震耦合作用的土质边坡稳定性。研究结果表明:1)边坡安全系数随水位线的上升而下降;2)相比降雨工况,降雨—地震耦合作用下的边坡稳定性较差;3)在水平和竖直方向上,坡脚产生的位移大于坡顶的位移,位移增加的速率大于坡顶。     

端帮压帮的陡边坡开采技术分析

以安太堡露天矿端帮为研究对象,运用极限平衡法、FLAC~(3D)数值模拟法,结合岩石力学参数,对端帮压帮前和压帮后的边坡稳定性和滑坡模式进行了深入分析,得出:减缓边坡角和内排压帮是提高边坡稳定性的2种有效措施;边坡压帮前,边坡稳定系数与边坡角近似呈反比关系,压帮前南帮NB1402剖面的稳定边坡角为29°;压帮后的滑坡模式为圆弧滑动,不受内排土场约束的浅部岩体位移明显,边坡稳定系数与压帮高度近似呈正比关系,且压帮至4个台阶水平时满足安全要求;压帮前后的垂直与水平应力均随着埋深的增加近线性增大,内排压帮可缓解边坡坡脚处的应力集中现象,进而提高边坡稳定性。     

露天边坡局部失稳特征的数值分析及监测

以金川集团露天石英石矿边坡监测项目为依托,利用监测数据成果,以台阶局部滑坡部位作为研究对象,通过分析其台阶周围及滑坡剖面上台阶监测点的累积水平位移值,研究了采动卸荷效应造成的集中应力反复作用下边坡的变形破坏机制。利用RFPA强度折减法,数值模拟过程再现了1 768 m平台开采过程中典型剖面多台阶的渐进失稳过程,宏观裂缝在细观上的"破裂-应力转移-破裂"的循环中不断发育,最终形成贯通的滑动面。破坏的整个过程中伴随着由应力集中、释放、转移过程造成的应变局部化现象。监测结果表明:局部化损伤发展过程是从采动平台向上部台阶边坡岩体转移,各台阶边坡内部7~11 m位置处受荷载转移影响程度较大。