备战铁矿高海拔高寒边坡的稳定性分析

为评价高海拔高寒地区矿山边坡在极端恶劣条件下的稳定状况，揭示矿山边坡的破坏机理，以新疆备战铁矿矿区边坡Ⅰ-Ⅰ剖面为研究对象，通过折减系数法确定岩体物理力学参数，采用3DMine-Rhino-ANSYS多软件相耦合方式建立矿区边坡Ⅰ-Ⅰ剖面的计算模型；运用 FLAC3D软件模拟备战铁矿矿山边坡变形过程，对变形过程边坡塑性区、位移和应力大小进行分析。结果表明：边坡东帮顶部区域发生剪应力屈服并有塑性区产生，其他区域没有塑性区产生；边坡底部水平位移最大变化量为16 mm，竖直位移最大变化量为92 mm；开挖后边坡底部水平应力最大值为4.0×106 MPa，竖直应力最大值为4.0×106 MPa。因此，矿体开采期间，东帮边坡底部区域易发生应力集中，稳定性较差，为了防止边坡失稳现象的发生，应重点在边坡底部采取加固措施。     

高海拔地区金属矿排土场稳定性分析及关键参数优化

针对高海拔地区金属矿排土场稳定性问题,以西藏甲玛矿区角砾岩排土场边坡为依托,采用FLAC3D数值模拟软件,基于有限差分法并结合强度折减理论,利用冻融损伤修正后的岩体力学参数,得出了在当前排土工艺下边坡的位移变化规律、应力变化特征、剪应变速率和塑性区的分布特征,分析了其稳定性,并进行了关键参数优化。研究表明:①高海拔这一因素易导致岩体在冻融循环作用下损伤劣化;②滑坡产生的过程可归纳为:当排土场形成之后,坡体内部出现塑性破坏区,伴随着剪应变带逐渐扩大,边坡内的塑性破坏区面积也增加,剪切塑性区将会大面积出现在斜坡的前缘上,其塑性区基本贯通,滑坡产生;③角砾岩排土场边坡在当前排土工艺下有沿着近似圆弧滑面向坡脚滑动的趋势;④确定的最优关键参数为单台阶高度40 m,组合台阶宽度40 m。模拟结果与现场破坏情况具有显著的一致性,且优化后的排土工艺提高了排土场的稳定性,对于类似排土场边坡稳定性研究具有一定的借鉴意义。     

基于强度折减法及雷达探测法的破碎岩质边坡的稳定性研究

露天矿山断层破碎带附近的终了边坡的稳定性是矿山开采过程中重点研究对象，也是近年来国内外学者所研究的重要地质灾害之一。为了研究某矿山岩质破碎终了边坡的稳定性，以强度折减法为计算核心，采用雷达探测法提供基础岩体数据，并通过室内岩石力学试验法和结构面检测法等综合技术手段对该矿山两处破碎带（Ⅰ-Ⅰ剖面和Ⅱ-Ⅱ剖面）的岩体性质及边坡的稳定性分别进行了研究。结果显示: Ⅰ-Ⅰ剖面和Ⅱ-Ⅱ剖面的岩体力学参数均相对较低，但是边坡的整体性相对较好，且通过三维数值计算得出两个剖面的最大剪应变的变化均不大，且两剖面最大剪应变的位置均出现在终了边坡的底部，边坡的上部和中部均没有产生大量的应变集中现象；通过对该矿区进行数值计算得出两处破碎带随着矿区的开采，台阶坡面角设计为60°时，边坡的安全系数分别为1.61和2.41，两个边坡均处于稳定状态。     

松树南沟矿区节理岩质边坡开挖稳定性分析

介绍了以野外现场调查为基础结合室内试验,借助RocDate软件根据岩石单轴抗压强度、地质强度指标,岩石材料参数和开挖影响因子,得出Hoek-Brown模型参数和岩体其他物理参数的方法,进而实现了室内岩石力学试验参数与野外现场实际岩体参数的过渡与衔接。建立数值分析模型,运用岩土工程软件FLAC3D,根据所获取的Hoek-Brown本构模型基本参数,对松树南沟矿区西南剖面节理岩质边坡进行开挖后稳定性分析。结果表明：①西南剖面边坡开挖后处于基本稳定状态,不存在大规模崩塌、滑移问题;②台阶边坡底部出现剪应力集中现象;③在边坡开挖台阶处出现了少量连通的塑性区域,局部边坡存在失稳可能,应对该区域加强监测与支护。     

爆破振动作用下台阶边坡的动力响应及稳定性分析

运用FLAC^3D软件建立了某含夹层的双台阶顺层边坡数值模型, 分析了爆破振动作用下边坡动力响应规律, 并根据爆破后的塑性区分布图、剪应变增量图、水平方向位移云图对边坡的破裂面进行了分析, 研究了关键点位移、最大拉应力、抗剪屈服函数对边坡稳定性的影响, 结果表明, 随着爆心距增大, 振动幅值衰减规律为近大远小, 坡面以及坡内局部存在高程放大效应; 夹层影响着边坡动力响应规律, 爆心距相近时, 夹层之下的振幅大于其上的振幅; 夹层影响着边坡的变形和破坏方式, 分析岩体内部各点的最大拉应力和抗剪屈服函数可知, 对每级台阶而言, 坡脚是最容易受拉和受剪破坏部位, 坡顶后缘容易受拉破坏; 边坡动力稳定性可以通过对剪出口附近监测点的水平位移时程曲线进行判断, 发散则失稳, 收敛则稳定。研究结果对矿山边坡的减震与防护有一定指导意义。     

基于数值模拟的露天边坡稳定性分析

为系统分析塔罗金矿露天边坡稳定性状况,选取具有代表性的现状边坡剖面,运用极限平衡法和强度折减法分别进行计算,得出剖面的平均安全系数为1.458;建立剖面的三维模型,运用有限差分软件分析边坡的塑性区和位移场变化,结果显示边坡的塑性区主要分布于各台阶的坡面位置,塑性区面积较小,未贯穿坡体,也未产生潜在滑移面;布置在边坡典型位置的监测点位移量较小,边坡产生整体滑移的可能性不大。安全系数和数值模拟计算结果与现场实际观测情况一致。     

深矿坑岩质边坡开挖前后位移响应与演化规律的模拟分析

为了全面、准确地研究开挖前后岩质边坡的水平位移值和稳定性演化规律,以金川集团石英石露天矿采场边坡实际工程为例,运用ABAQUS有限元分析软件,建立露天矿岩质边坡有限元分析模型,选取边坡东部5C-1C剖面Ⅱ作为模拟对象,通过分析模拟结果来研究此类边坡的稳定性演化规律,得知在1768平台开挖前后水平位移场和塑性区的变化规律,结合实际工程表明其可以作为边坡稳定状态的预测判据。     

节理控制性岩质边坡的稳定性分析

以青海松树南沟矿区连续的三台阶边坡为概化模型,运用有限元软件,探讨了广义Hoek-Brown强度准则参数对节理控制性岩质边坡稳定性的影响,结果表明:岩块单轴抗压强度与三台阶边坡最小稳定系数呈近乎线性增长关系;三台阶边坡最小稳定系数与GSI值呈指数增长关系;当GSI值等于53时,随着m值的增大,三台阶边坡最小稳定系数不变,当GSI值大于53时,随着m值的增大,三台阶边坡最小稳定系数减小,相同的m值,GSI值越大三台阶边坡最小稳定系数越大。结合野外调查和室内实验成果,使用有限元软件,运用广义Hoek-Brown强度准则分析了青海松树南沟矿区西南剖面节理控制性岩质边坡的稳定性,证实其不存在大规模崩塌、滑移问题;台阶边坡底部会出现应力集中现象;应该加强开挖边坡开口线附近位置第四系区域台阶边坡的监测与支护。     

劣化扰动因素下尾矿库边坡地质灾害预警及边坡稳定性分析

高陡岩质边坡的稳定性历来备受国内外学者的广泛关注，也是近年来最主要的地质灾害之一，尤其是复杂地质条件下的高陡岩质边坡更是如此，若在此条件下参与了人工开挖，那么边坡的稳定性和导水性均会产生显著的变化。在此条件下采用3Dmine，FLAC3D数值模拟软件、Origin后处理软件以及室内岩石力学试验等方法研究了复杂地质条件下某尾矿库3个剖面的高陡岩质边坡的稳定性，研究结果显示Ⅰ-Ⅰ剖面和Ⅱ-Ⅱ剖面虽然边坡底部存在最大剪应变，但其安全系数均满足规范要求，其边坡处于稳定状态，且其边坡表面的最大主应力均分布在0.1 MPa左右，不会产生明显的应力变化。研究结果为今后尾矿库的建设和边坡的维护提供了科学依据，并能够很好的为尾矿库边坡的地质灾害提供安全预警。     

鹿鸣钼矿西-Ⅰ区边坡稳定性相似材料模拟

为了保证露天矿安全生产,需要对边坡稳定性进行分析和优化。在对鹿鸣钼矿前期的地质资料和岩石力学参数进行研究的基础上,针对矿区的弱结构面区域2-2剖面,以几何相似常数300为比例搭建实验室模型,布置位移监测点及应力监测点,模拟实际边坡开挖过程,采集相关数据分析边坡稳定性。通过模拟分析得到2-2剖面240m平台和270 m平台存在失稳的可能性。在露天边坡开挖工作中,台阶边坡容易发生变形破坏,弱结构面与断层有交叉和台阶边坡位于弱结构面区域更易发生变形破坏。研究结果为鹿鸣钼矿的安全生产提供了一定的理论依据。     

复杂地质条件下深基坑岩土边坡稳定性研究

复杂地质条件下深基坑岩土边坡稳定性一直是工程建设的重点研究内容。以某地区建筑工程为例,研究了复杂地质条件深基坑岩土边坡稳定性。分析该工程地形地貌以及概况,选择深坑基支护结构,计算该结构最大变形弯矩以及岩土层之间最大拉应力。利用传递系数法,计算岩土深基坑边坡稳定性,采用有限元分析法,模拟分析边坡的剪切应力。测试结果表明,支护结构的力学参数直接影响深基坑岩土边坡稳定性,深基坑开挖过程中最大位移量为22 mm,并且地质复杂程度的不同,对于岩土边坡稳定性的影响也存在差异;当深基坑支护结构处于极限状态时,岩土边坡位移的土体主要在接近坡脚的区域,最大位移量达到1721 mm,并且最大剪切应力发生在接近坡脚的区域。     

高边坡开挖卸荷过程强度折减法分析

针对露天矿开采过程中边坡变形破坏严重影响露天矿安全生产的问题，采用数值模拟的方法，应用MidasGTS NX软件建立重钢太和露天铁矿黄家山高边坡三维模型，进行开挖卸荷过程中的应力应变、位移及安全系数变化的数值模拟分析。结果表明：边坡岩体开挖卸荷过程中，随着采场的延深，边坡角的增大,塑性应力带的逐渐向边坡岩体内部扩大，风化破碎层及上部冰碛土层之间产生塑性应变贯通区，破坏面形成。开挖完成后整体边坡坡脚处发生剪切破坏，坡顶后缘形成张拉破坏区，边坡上部冰碛土层形成 “坐落—滑移”式滑动。边坡安全系数随向下开挖过程逐级降低，最终达到1.15稍显偏低。后期开采过程中，需对边坡中上部风化破碎岩层及冰碛土进行加固措施。     

采场前方应力分布参数的分析与模拟计算

从微观岩体力学模型入手,分析了采场前方应力集中峰位置分布计算公式中的煤体强度a₀,应力集中系数k和摩擦因素f_s等3个关键参数,指出它们是随着工作面推进而动态变化的参数;确定了公式中a₀在不同区段的取值(如破坏区、塑性区和弹性区依次取值为σ*_c,σ_c和σ_c)和计算公式,指出σ*_c,σ_c和σ_c等3个值之间存在过渡数值.在此基础上,进行了相关模拟计算和对比分析,结果显示,工作面推进过程中出现的破碎区宽度大于塑性区宽度.     

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。     

石碌铁矿北一采区露天转地下开采沉陷机理研究

露天转地下开采过程伴随着强烈的岩体移动及变形特征，引发开采沉陷问题，是露天转地下矿山安全管理方面的重点研究内容。以海南石碌铁矿北一采区为研究对象，采用FLAC3D数值模拟方法，建立考虑开采扰动的露天转地下力学分析模型，分析不同开采阶段下采区围岩、边坡岩体及地表岩层的位移、应力分布特征，根据塑性区变化特征和现场地表塌陷现象，揭示露天转地下开采沉陷机理。研究表明：边坡岩体中最大拉应力区主要集中在采场回采区与坡顶区域，并随着开采深度增加持续扩展，这将降低岩体稳定性。开采扰动下北帮、西帮处的边坡整体位移值相对较小，南帮东部、东帮至小英山区域岩体位移值随着开采深度增加而显著增大，尤其在开采-90 m至-105 m时，位移值急剧增加。塑性区主要出现在回采区围岩和东帮上方坡面及其部分坡顶后方区域。回采区围岩的塌陷进一步引起了崩落区和变形区岩体位移，沿塑性区边缘形成采坑裂缝，小英山后方区域拉伸破坏进而形成地表拉伸型裂缝，坡脚沉陷及岩体裂隙发育造成东帮边坡滑坡。整体上看，露天转地下工况下开采沉陷表现出强烈的向坡体临空面方向的水平位移特征。     

地震作用下某尾矿坝三维动力稳定性分析

应用Fortran语言进行ABAQUS二次开发,编写邓肯-张E-υ模型和等效黏弹性的Umat子程序。在此基础上,采用有效应力法对尾矿坝进行三维动力反应及液化分析,计算了正常运行工况下辽宁省北票某尾矿坝在水平地震波影响下的加速度、动剪应力、动孔压增长模式及液化区的发展趋势。结果表明:尾矿坝沿坝轴方向加速度最大值出现在距坝底3/4高度处的堆积坝坡面上,放大系数为1.82;坝体最大动剪应力呈层状分布,由坡内向坡外逐渐减小,且数值不是很大;动孔压增长为不规则曲线上升模式,在2～6 s的强震区起伏变化较大,之后趋于平缓;液化区主要集中在沉积滩浅层区域和坝体顶部浸润面以下区域,未贯穿整个坝体。     

露天转地下房柱法开采扰动下采场稳定性研究

以云南晋宁周边典型的缓倾斜薄至中厚磷矿床露天转地下房柱法开采为研究背景,以层状岩质边坡与地下采场围岩及其上覆岩体组成的复合采动系统为研究对象,运用FLAC3D数值模拟方法和相似材料模拟试验对坡高300 m矿山在不同开采阶段下覆岩采动响应应力演化特征、位移变化特征和塑性区分布特征进行了研究.结果表明,第三阶段矿体开挖后,...     

贯穿断层及隐伏巷道对某露天边坡稳定性影响数值模拟分析

为研究贯穿断层（F1）及历史采空巷道对广东某露天矿边坡稳定性的影响，基于现场工程调查得到不同岩组的岩体质量评价指标，采用Hoek-Brown强度准则及工程类比法得到岩体参数，结合实际工况建立含贯穿断层及历史采空巷道的三维地质模型进行综合边坡稳定性分析。结果显示：在154 m及197 m水平位置的历史采空巷道，边坡顶部及坡面位移较小，拉应力小于岩体抗拉强度，同时塑性区未能进行上下贯通；矿区贯穿断层（F1）在坡面的拉应力值小于全风化岩体的抗拉强度，最大位移仅在坡顶及底部，竖向位移量为1.4 mm，在贯穿断层附近塑性区无贯穿情况发生。结合以上分析，贯穿断层及历史采空巷道对自然状态下的边坡稳定性影响不大，该结论为矿山安全生产奠定了基础。