基于FLAC~(3D)的露天矿复合边坡滑移规律研究

为了研究露天矿复合边坡稳定性,揭示边坡滑移机理,基于强度折减法及FLAC3D对复合边坡进行数值模拟,通过稳定性分析揭示排土场位置对复合边坡稳定性的影响规律及破坏形式。对某露天矿复合边坡进行研究,结果表明:随着排土场与采场上部境界距离的减小,复合边坡稳定系数加速增长,所压边帮的塑性区逐渐扩张。数值模拟自动寻找边坡最危险区域和滑面破坏形式,为排土场采场-复合边坡稳定性的预测及防治提供了理论依据。     

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。     

尺寸效应及成岩差异对边坡稳定性的影响规律

为研究三维边坡尺寸效应及在不同成岩区域岩性差异对边坡稳定性的影响规律,采用FLAC3D软件建立模型进行计算分析,研究了边坡走向长度L与高度H之比(L/H)与三维边坡稳定性的关系,以及不同成岩条件下边坡稳定系数的降幅差异。结果表明:随着L/H的不断增长,边坡稳定系数呈负指数规律递减,当L/H4时,稳定系数下降的幅度较大,并逐渐放缓;当L/H≥4时,稳定系数开始趋于稳定;当L/H≥7时,稳定系数已与L无关。不同区域的边坡稳定性受L/H的影响呈现一致的下降规律,且边坡稳定系数降幅与成岩强度呈负相关。     

阴湾排土场水浸基底区排土方案研究

阴湾排土场南部基底受到地表水的长期浸泡,局部地区形成了薄层淤泥。随着排土场继续增高扩容,排土方案需要改进,排土场稳定性也亟需验证。考虑到边坡可能沿基底弱层发生滑动,提出了抛石挤淤的方法来处理基底淤泥,并对挤淤效果进行了数值模拟验证。另外,单纯从排土方式的角度出发,提出了低段盖被式反向排土方法,同时对边坡的稳定性进行了计算。结合现场情况,通过方案对比及可行性论证,最终选取了低段盖被式反向排土方案。     

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。     

基于FLAC3D的边坡稳定数值模拟

基于露天矿开采过程中边坡稳定的重要性,结合露天煤矿的地质条件,运用FLAC3D软件,建立模型,模拟南山1700内排土场边坡的应力、应变变化规律,计算边坡稳定系数,分析边坡稳定性。通过分析结果,为露天煤矿的开采提供先决条件。     

矿业之窗

本文介绍有关排土工艺的新技术,即根据排土场稳定性规律,改变排土场堆积体的形状及其性质。在排土过程中固结岩土物料的最简单的办法是在排岩过程中混入粘结性物质,并借助调节排土设备的卸料高度来改变堆积体的密度,通过调节排土时的卸料高度及延续时间,可以增大岩石的二次固结作用,因而增大了排土场的最终坡面角。利用控制排土场稳定状态的规律所制定的新技术措施,可以从质量上完善排土工艺,并符合资源保护和少排废的原则。     

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。     

近北庄铁矿Ⅴ号排土场稳定性分析及对策

采用极限平衡法和有限元重力加大法,结合近北庄铁矿Ⅴ号排土场的实际情况,对该排土场东侧边坡进行稳定性分析。结果表明现有的边坡处于不稳定状态,随时有发生滑坡的可能。通过增加2个20m的安全平台,使边坡的安全系数大于安全储备系数1.15,可以保证矿山的安全生产,对工程实践具有一定的指导意义。     

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。     

基于强度折减法的基坑土钉支护稳定性分析

运用FLAC3D建立基坑土钉支护数值计算模型,以理想边坡为例,对比不同极限平衡法与强度折减法所得安全系数,验证强度折减法在稳定性计算的可行性。将强度折减法应用到实际工程,对成都某土钉支护基坑,分析均质土层和非均质土层情况下边坡稳定系数,并与理正计算结果对比,计算结果吻合较好,可为土钉支护设计提供参考。     

昆阳磷矿采空区排土台阶边坡稳定性分析

本文在取得基本数据基础上,对昆阳磷矿采空区排土台阶边坡稳定性进行计算分析提出既能保证台阶边坡稳定安全,又能充分利用采空区内排的台阶高度。     

露天磷矿山采坑基底处理及内排设计

针对矿山排土空间不足及后期地下开采坑道涌水等问题,提出采坑基底排水及内排设计方案。经技术经济比较,确定的排水方案为底部分层回填碾压+土工布方案,在排土场开始堆置前采用废石分层碾压回填的方式在排土场底部形成南北方向2%的纵坡、东西方向4%的排水反坡。分层碾压回填至设计高程后,在回填体上部满铺一层厚0.3m的黏土隔水层(压实度不低于93%),黏土层上部铺设厚度不小于0.5m的大块石滤水层,最后再铺一层透水土工布,才能进行排土场的废石堆置。为保证排土场的整体稳定性,排土场排废一期工程采用高排方式,由南向北逐步堆置;二期排废工程采用分台阶自下而上方式,由北向南堆置。内排设计共分为13个台阶,最低台阶标高2 180m,最高台阶标高2 370m。内排设计有效解决了矿山采坑涌水问题,为矿山岩土裂隙水渗漏治理提供了新的思路。     

基于强度折减法的露天边坡煤矿稳定性分析及优化设计

针对西湾露天煤矿的地质条件,利用强度折减法对边坡稳定性进行分析,并提出了整体边坡角和砂岩层边坡角的优化设计,在保证边坡稳定性的前提下,提高了煤炭资源可采总量,同时提出了黏土层台阶分级设计以提高边坡稳定性的方法。研究结果表明:(1)现有开采方法的整体边坡角为30.4°,安全稳定系数值为1.25,高于安全储备系数1.1;(2)将整体边坡角增大至34°,安全稳定系数值为1.12,仍可满足稳定性要求;(3)将砂岩层边坡角增大至90°,安全稳定系数仍为1.12,但边坡下方煤炭可采总量则增加了3.2万t;(4)黏土层台阶分级设计可有效增大安全稳定系数,且台阶分级数越多,边坡稳定性就越好。     

多因素耦合条件下的边坡稳定性分析

为了研究多因素耦合条件下的边坡稳定性变化规律,基于极限平衡理论和瑞典条分法,给出了水压力的分布规律和计算方法,分析了地震力作用时的边坡力学结构并推导出稳定系数的修正公式。采用理论分析和数值模拟相结合的方法对芒来露天矿边坡稳定性进行研究,结果表明:水和震动耦合条件下边坡稳定系数随震动荷载的增大和水位的升高呈二次线性下降;芒来露天矿边坡危险区域集中在底部的高陡台阶,该位置是控制边坡稳定性的关键,在边坡结构优化调整时,重点考虑该区域的应力应变情况。     

路基边坡预应力锚索抗滑桩支挡结构受力特性和抗震效果有限元分析

为提升路基边坡稳定性、增强其抗震性能,研究预应力锚索抗滑桩支挡结构在路基边坡防护应用中的受力特性和抗震效果。针对某试验边坡情况设计一种预应力锚索抗滑桩支挡结构方案,利用MIDAS/GTS岩土有限元软件模拟分析不同强度折减系数下抗滑桩和锚索的受力特性,以及地震作用下预应力锚索抗滑桩支挡结构应用效果。结果显示：强度折减系数的增加不会改变抗滑桩弯矩以及锚索剪力的分布情况,但会增加弯矩值以及剪力值,强度折减系数为1.0时,加固边坡为工作状态,强度折减系数为1.2时,加固边坡已达到极限状态;预应力锚索抗滑桩支挡结构的应用,可降低地震作用产生的位移,且地震波作用结束后,监测点位移不再继续增加,呈稳定态势,边坡稳定性较好。     

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。     

降雨入渗对地下综合管廊基坑边坡的影响

为了研究降雨入渗与综合管廊基坑边坡之间的相互影响,通过设置降雨强度分别为5 mm/h、10 mm/h、15 mm/h的三组均匀型降雨工况,对基坑边坡安全稳定系数进行核算。在降雨量相同的情况下,选择递减型、均匀型、峰值型和递增型四种不同降雨类别,对基坑边坡的安全稳定系数变化情况进行探讨。通过计算分析可知,在条件不发生改变的情况下,随着降雨强度越强,基坑边坡安全稳定系数越小,初始降雨量对其影响最大;对边坡稳定影响最大的是峰值型降雨,影响最小的是均匀型降雨,递增和递减型降雨均对综合管理边坡的稳定造成较大的影响。     

基于ABAQUS的玄武岩-泥岩边坡稳定性分析

基于泥岩的三轴强度试验,通过有限元软件ABAQUS对内蒙古玄武岩-泥岩边坡进行稳定性分析,并分析泥岩不同含水率对边坡稳定性的影响。研究发现,根据三轴实验结果,泥岩的抗剪强度参数随着含水率的增加出现了较大程度的降低;玄武岩-泥岩边坡随着折减系数的增大,下覆泥岩层坡底处出现塑性区并向玄武岩碎石土层坡顶延伸形成滑动面,安全稳定系数为2.01;当含水率为16%时,边坡安全系数为2.82,含水率增加至饱和含水率时,安全系数为1.02,降低了64%,为内蒙地区对玄武岩-泥岩边坡的稳定性研究提供理论基础。     

杂填土边坡稳定性分析及其抗滑桩优化设计

以某建筑场地边坡的实际地质条件为基础,建立了边坡稳定性的FLAC 3D数值模拟模型,分别分析了有无支护3种工况下的边坡稳定性,研究了边坡安全稳定系数随抗滑桩加固位置、长度和桩间距的变化规律,给出了合理的抗滑桩设计方法。结果表明:(1)边坡的最大水平位移和竖向位移出现在素填土层的坡顶和坡中位置,无支护条件下难以满足安全储备要求;(2)合理的抗滑桩加固位置可以将边坡安全稳定系数提高到满足安全储备要求,抗滑桩的最佳加固位置为边坡中部距底坡水平距离为34m处;(3)边坡的安全稳定系数随抗滑桩长度的增大和桩间距的减小而增大,抗滑桩的最佳长度和间距分别为20m和8m。