基于极限平衡法与强度折减法的高边坡过程稳定性分析

为了对强度折减法和极限平衡法在边坡稳定性分析中的性能进行比较, 分别采用两种方法对高边坡过程稳定性进行了分析, 结果表明: 两种方法计算得到的边坡安全系数数值上差异不大, 但强度折减法可以获得边坡的应力、变形分布等信息, 适用于复杂地质条件下边坡稳定性分析; 边坡加固后安全系数满足相关规范要求, 说明支护方案合理可靠。     

Slide和Plaxis在矿山边坡稳定分析中的应用对比

刚体极限平衡法和有限元法在矿山边坡稳定性分析中经常使用,基于Slide和Plaxis两个计算软件,对矿山边坡整体稳定性分别进行模拟计算,得出Plaxis计算结果较Slide更为保守,二者差异不大,安全系数对弹性模量和泊松比的敏感性都较低,边坡形态对于两个软件计算结果差异影响较明显。     

数值模拟与极限平衡法相结合的边坡稳定性分析

考虑到数值模拟法与极限平衡分析法在岩质边坡稳定性分析中各自的局限性,提出将数值模拟法与极限平衡分析法相结合对岩质边坡进行稳定性分析。以某矿山边坡为例,首先以离散单元法对边坡进行数值模拟,将边坡及其内部的滑动面划分成若干节理单元体,计算出节理单元上的法向和切向应力,根据极限平衡法计算出边坡稳定性安全系数,既考虑了滑动面内应力对岩质边坡稳定性的影响,又通过计算边坡的安全系数来评价边坡的稳定性,具有较好的推广前景。     

强度折减法和极限平衡法进行边坡稳定分析的对比

应用极限平衡法和有限元强度折减法,对三边坡算例进行了稳定性分析。算例表明由此求得的边坡滑动面位置形状接近,计算的安全系数接近。极限平衡法中,简化毕肖普法和不平衡推力法的计算结果最为接近;而基于强度折减的拉格朗日差分方法分析土坡稳定性,不仅对简单均质边坡,而且对复杂的多层边坡和有支护加固的边坡,都是可行的。     

基于有限元技术的边坡稳定性考察

基于极限平衡分析法和有限元法,对同一边坡进行了稳定性考察。对比计算表明,有限元计算得到的边坡安全系数与极限平衡法的结果非常接近。有限元计算还可以提供边坡坡体内的主应力、最大塑性应变、塑性区、水平位移、竖向位移、总体位移增量等参量的分布情况,为边坡加固方案的确定与加固位置的选择提供了依据。     

三维有限元强度折减法在边坡中的研究与应用

边坡稳定性分析是确保建设场地及相关建筑物安全的关键环节。通过三维有限元分析程序计算出的边坡塑性区分布图和位移矢量图,判定出了滑动面的位置。然后采用有限元强度折减法计算出边坡在天然条件下和锚杆支护条件下的安全系数,并与传统的极限平衡方法的计算结果作了比较分析,发现两种方法的计算结果比较接近,说明用三维有限元强度折减法分析计算边坡的稳定性是可靠的,这为边坡工程的加固设计增加了一种科学的计算方法。     

Bishop法在石宝铁矿边坡稳定分析中的应用

本文根据石宝露天铁矿的实际地质情况及其边坡目前已经产生的一些不良状况,对影响边坡稳定性的诸多因素进行全面的分析,并采用极限平衡法中的Bishop法对该矿的边坡稳定性进行分析计算,通过计算得到的安全系数来判断该边坡是否稳定,并提出一些合理的整改及加固措施,为石宝铁矿的安全生产提供科学依据。     

基于强度折减技术的边坡稳定性及其影响因素分析

为修正边坡稳定性分析中极限平衡法的缺点,引入基于强度折减技术的有限单元法.分别介绍了有限单元理论与强度折减法技术.失稳判据是分析边坡稳定性的关键问题,目前强度折减有限元法中主要有三种判据,同时得到边坡安全系数.通过算例,与传统极限平衡法计算结果相比较,结果表明基于强度折减技术的有限元法分析边坡稳定性及其影响因素敏感性是町行的,计算精度满足工程要求,为边坡的支护治理设计提供重要依据.     

Sarma法在白云鄂博铁矿边坡稳定性分析中的应用

对极限平衡法中的Sarma法的工作原理进行阐述,运用Sarma法对白云鄂博铁矿主矿北东端C区的边坡稳定性进行分析,计算出滑动安全系数来判断边坡的稳定性,并提出合理的安全防范措施,为安全生产提供科学保证。     

Bishop法在尖山铁矿边坡稳定性分析中的应用

通过理正岩土软件,运用极限平衡分析法中的Bishop法对尖山铁矿采场东南端部Ⅳ区边坡进行稳定性分析,计算出安全系数,判断边坡的稳定情况,并提出一些合理的维护及加固措施,以确保矿山生产的安全进行。     

甲基卡锂辉石矿露天边坡稳定性研究

针对康定甲基卡锂辉石矿东南西北4个方位形成的高度不等的露天边坡的安全稳定问题,在开展现场工程地质调查、对边坡工程地质进行岩组划分、分区和对各个分区的破坏模式进行总结的基础上,采用极限平衡分析方法、二维有限元数值模拟分析以及强度折减法对设计情况下露天边坡稳定性进行分析。通过对2个分析剖面、3个边坡稳定性分区在3种工况下边坡稳定性的极限平衡分析得出,边坡整体安全系数均大于许用安全系数1.20、1.15和1.10,并运用二维有限元数值模拟分析得出,强度折减法计算的安全系数与极限平衡分析法的结果相近,边坡的滑动模式与极限平衡分析采用的边坡滑动模式一致,证明极限平衡分析的结果具有可靠性。最后得出在现有设计情况下甲基卡锂辉石矿露天采场最终境界边坡整体是稳定的,现有台阶坡角较为合理。     

爆破动力荷载下边坡稳定性的时程分析

针对露天矿开采过程中,爆破开挖作业对最终边坡稳定的影响问题,采用动力有限元法分析爆破过程中边坡的稳定性随时间变化情况。首先建立矿山边坡的二维有限元模型,利用有限元强度折减法求解,得到边坡的最危险滑动面及折减安全系数;再根据得到的最危险滑动面,重新建立边坡和炸药的三维实体模型,布置爆破孔网参数并设置各个炮孔的起爆时间,通过LS-DYNA大型动力有限元程序,求解边坡在炸药爆炸后30 s时间内的动力响应过程。结合极限平衡法和动力有限元法计算结果,计算边坡在同时起爆方式下每一时刻的安全系数。提出应根据边坡时程安全系数及边坡滑面单元是否同时发生整体破坏等条件综合评价边坡稳定性。数值模拟结果能够动态显示爆破过程中边坡的应力、应变状态,计算结果与极限平衡法计算结果接近,可以为露天矿爆破设计提供参考。     

结构面影响下的岩质边坡稳定性计算方法探讨

岩质边坡的稳定性主要受岩体内结构面的控制,研究含节理岩质边坡的稳定性分析方法具有重要的理论意义和工程价值。以工程实例为背景,首先,基于现场测试和室内试验,给出了岩石和结构面计算参数的取值过程和方法;其次,基于强度折减理论,运用FISH语言编写了强度折减程序,并把其推广应用到Ubiquitous-Joint模型中;再次,提出了用薄层材料来模拟结构面,进而运用极限平衡计算出结构面作用下边坡安全系数的方法。最后,分别运用有限差分法、离散单元法和极限平衡法计算了含1组优势结构面的岩质边坡的稳定性,计算结果显示3种方法计算的边坡安全系数以及潜在破坏模式具有一致性。研究成果为类似工程边坡的稳定性评价提供了有效的方法。     

露天矿顺层软岩边坡开挖变形特征与参数优化研究

针对露天矿含水软岩边坡在成坡后出现的蠕滑变形与顺层失稳问题,为确定极限稳定边坡角,以东明露天矿南端帮边坡为研究对象,在工程地质勘查与力学实验的基础上,采用有限差分计算程序FLAC3D研究了地下水作用下顺层软岩边坡的变形破坏特征,然后采用极限平衡法对比分析了地下水对边坡稳定性的影响程度,最后结合有限元强度折减法对边坡角进行优化设计。研究结果表明,地下水对东明露天矿南帮边坡稳定影响程度明显,考虑地下水作用时软弱岩层面位置的稳定系数比正常情况下低20.73%,综合考虑以上因素,最终确定南帮极限稳定边坡角为22°。基于有限元法和极限平衡法相结合的边坡参数优化设计方法,能够科学可靠地确定极限稳定边坡角,对于类似软岩矿山边坡角优化具有借鉴意义。     

河曲露天矿端帮陡帮开采技术可行性研究

以河曲露天煤矿为研究对象,采用极限平衡法与有限元强度折减法,分析当前开采条件下的边坡稳定性,提出最佳边坡角度及结构形态,并研究了各端帮陡帮开采方案及其稳定性情况.研究结果表明:河曲露天矿端帮边坡采用凸形边坡结构形态可以在保证边坡稳定性的同时提高煤炭回采率.东端帮的整体边坡角为28°,当前稳定系数在1左右,处于临界平衡状...     

某矿山地下开采前露天边坡应力应变与稳定性分析

结合海南铁矿石碌矿区露天转地下开采的实例,利用极限平衡法、有限元应力法、有限元强度折减法对该矿区露天转地下开采前的边坡进行应力应变与稳定分析,得到了较为一致的结果,表明该边坡目前处于稳定状态.     

某大型露天矿岩质高陡边坡稳定性分析与评价

随着矿产资源的开发利用,露天矿山向深部开采工程中所遇到的岩质边坡稳定性问题也相应增多,特别是大型露天矿高边坡问题表现尤为突出。以某大型露天采场岩质边坡为研究对象,通过边坡岩体结构稳定性评价、边坡稳定的极限平衡法分析和有限元法,对其现状和设计终了边坡进行定性与定量的稳定性评价。     

采动作用下黑岱沟露天矿区岩土边坡稳定性研究

为确保露天矿区施工安全,以提升岩土边坡稳定性为目的,提出采动作用下露天矿区岩土边坡稳定性研究。以某矿区现场岩土边坡为研究对象,基于有限元强度折减理论折减露天矿区岩土边坡的抗剪参数,得到抵达边坡极限平衡的折减数为稳定性系数,实现露天矿区岩土边坡稳定性分析。试验结果表明,该技术可有效分析露天矿区岩土边坡的稳定性,岩土边坡单元在6 s之后的剪切应变量显著提升,坡脚砂岩的剪切应变量增速最高、在6～10 s的强采动阶段位移变化增速较快,边坡在滑面上与起点的水平距离为96 m之后的正、剪应力在滑面上急剧增大,安全系数也随之提升,坡脚倾斜度、降雨以及降雨强度均会影响露天矿区岩土边坡的稳定性。     

基于强度折减法的大型露天矿东端帮稳定性分析

拟建大型露天镍钴矿区,东西长1 670m,采深一般在300m以上,最高边坡高度超过600m。根据边坡不同位置的边坡高度、工程地质岩组分布特征、各岩组岩石质量等级、边坡面倾向与各岩体优势结构面的关系、边坡岩体完整程度等多项指标将边坡分为五个区。为研究该大型露天矿高陡边坡稳定性与开挖坡角及地下水位的关系,本文在考虑地下水位以上的岩土体饱和度变化的前提下,结合夏日哈木镍钴矿区高陡边坡实际工况,通过有限元软件ABAQUS和抗剪强度折减法模拟计算得到不同开采坡角的边坡稳定系数与地下水位的关系,从而确定出同一水位下的最小开采坡角,以及不同开采坡角下的最高地下水位。最终对本研究结果的分析得到开采坡角及地下水位对高陡边坡稳定性的重要性,并对该露天矿东端帮开挖提出了一系列建议,该研究对该露天矿的其他区域以及周围相似工程的开挖具有重要的借鉴意义。