露天边坡地下水渗流模拟及降水坡降研究

以伊敏露天矿三采区设计采矿为工程研究背景,采用物理模拟与数值模拟相结合的方法,分析地下水渗流规律、边坡采动渗流变形规律、及降水对边坡渗流规律影响。基于相似模拟研究了露天开采过程中地下水位渗流动态过程、坡面出水位置、渗流水力坡降特征及地下水通过断层后出现水位跃变;通过数值模拟研究了7种不同降水工况中边坡中浸润线的变化特征、地下水在断层处跃变规律、及地下水的水力坡降特征。最终,确定了矿区合理的降水位及水力坡降。     

S315省道K92边坡变形破坏机理分析

降雨引起地下水渗流场变化是影响边坡稳定性的重要因素,特别是渗透系数较低的残坡积土边坡,受降雨影响更为显著。315省道K92边坡岩土的力学强度较高,但由于开挖边坡后缘的自然斜坡有广阔的降雨入渗补给区,表层坡积土渗透性好,而前缘开挖边坡残坡积土渗透性差,造成雨季地下水位在坡面出露,从而诱发滑坡灾害。通过计算地下水位变化对边坡稳定性的影响,表明随着边坡后缘地下水位的抬升,边坡稳定系数逐渐减小,可见地下水位的上升引起渗透力增加是导致边坡失稳破坏的主要原因。因此,对于低渗透性土质边坡,应特别注意地下水渗流场变化对边坡稳定性的影响。     

地下水渗流作用下边坡稳定性及变形规律

针对地下水位变化易引发边坡失稳破坏等安全问题,基于有限元模型采用非线性动力时程分析方法研究不同地下水位渗流作用对边坡安全系数、位移和有效正应力的影响规律.研究表明:当地下水位较低时,地下水的升高对边坡安全系数影响不大,当地下水位变化达到一定高度后则对边坡稳定性影响较明显;随着地下水位的增加,边坡最大水平位移位置由边坡坡面中上部向边坡坡脚转移,且最大水平位移范围由边坡坡面向坡内扩散,表明地下水位升高不仅增加了边坡变形,还使边坡滑动面向边坡内部移动,增加了滑动规模;边坡坡面有效正应力随地下水位增加表现出减小-增大-减小的趋势,并在边坡坡脚处产生最大值,表明在地下水位影响下坡脚是边坡最容易破坏的位置,对边坡工程安全防护设计与计算具有指导意义.     

基于ABAQUS饱和渗流作用下岩质边坡稳定性分析

对尾矿库487勘探线边坡饱和渗流与物化耦合作用下的稳定性进行分析,通过现场监测和试验得到边坡的力学参数。利用块体极限平衡法对四棱锥体从应力场、渗流场和物化耦合作用下边坡稳定性进行分析得到其安全稳定系数。利用ABAQUS软件模拟对比分析,得出坡体的滑移面、饱和度及在饱和渗流作用下的塑性区。通过边坡失稳评价准则得到边坡整体安全稳定系数与块体极限平衡法理论计算对比分析确定边坡可靠度。得出边坡在多场耦合作用下岩质边坡的稳定性降低,证实模拟的准确性。     

太湖隧道明挖基坑边坡地下水浸润线计算与控制

地下水浸润线的计算与控制直接关系到堤坝、基坑、边坡工程的施工安全。该文基于Signorini型变分不等式方法自主开发出有限元渗流计算程序,对复杂开挖条件下太湖隧道明挖基坑边坡进行渗流分析,计算出不同工况下基坑边坡的地下水浸润线,并提出防渗措施布置的优化建议。研究表明:地下水浸润线在围堰及止水帷幕中分布陡峻,而在2-3粉土层中分布相对平缓,围堰、止水帷幕与降水井对地下水浸润线均起到显著的控制作用;不利工况下地下水浸润线在围堰或边坡上溢出,渗流溢出部位的最大渗透坡降为1. 65,单宽渗漏量为6. 25 m3/d;建议采取加深钢板桩围堰或将止水帷幕布置在围堰等措施,以达到完全隔断2-3粉土层与降低地下水浸润线的目的。     

黄土区施工开挖对渗流场的改变及边坡稳定性影响

邙山由第四系上更新统和中更新统黄土组成。在南水北调中线工程过黄河处,黄土中含有孔隙潜水,总干渠渠道开挖将形成数十米的高边坡,在地下水渗流作用下,边坡稳定性差。退水洞出口边坡为黄河南岸邙山自然边坡,自然状态下处于临界稳定状态。为保证退水洞的稳定,对出口边坡进行了治理。南水北调中线工程的实施,降低了轴线附近的地下水位,使得邙山黄土中的地下水渗流场发生了改变。分析地下水渗流场的改变及其对边坡稳定性的影响,为保证渠道边坡和退水洞出口边坡的长期稳定具有一定的指导意义。     

降雨入渗对人工边坡稳定性的影响分析

对降雨入渗条件下的人工边坡地下水位变化情况进行了计算,得到了随降雨持续时间变化的地下水位。根据地下水渗流计算结果,采用Geo-Slope对降雨条件下的边坡稳定性进行了分析。结果表明,镇江市体育会展中心人工山体工程边坡稳定性受降雨影响较大,在长时间持续降雨条件下,边坡稳定性接近于临界状态,一旦边坡发生破坏,影响范围大,后果严重。     

烧变岩边坡渗流特征及采动稳定分析研究

对富水烧变岩露天煤矿边坡渗透特征及稳定性分析方法展开研究,通过现场水文勘查分析,确定边坡地下水渗流水力坡降的坡降角为5.0°～12.8°。建立边坡渗流模型,对边坡地下水渗流场进行模拟分析,考虑地下水动水压力对边坡稳定性的影响,采用应力场与渗流场耦合分析的方法,研究了边坡的稳定性。研究结果表明,渗透力主要作用在25号煤层以上泥岩层中,边坡在烧变岩体及边坡坡脚变形明显;采动影响下,边坡稳定性呈加速下降趋势。动水压力随采深近似呈线性增加,火烧区地下水向原岩区渗透量随采深增加增速逐渐下降,采深增加对边坡稳定性影响呈增加趋势。     

义马北露天矿南帮边坡地下水渗流特征分析

本文在分析以往实测资料和勘测报告的基础上，进行了南帮边坡含水层组的划分、分析了煤层中的水压分布特征，建立了边坡地下水渗流分析模型，并进行了到耳边坡水压预测。     

南山矿凹山采场南帮边坡地下水渗流-变形全耦合分析

探讨了马钢南山矿业公司凹山采场南帮边坡地下水分布规律,运用了渗流-变形全耦合理论进行分析计算,计算结果与现场实测钻孔地下水位接近,表明了渗流场计算结果可靠.     

地下水和地震共同作用下的边坡稳定性分析

基于边坡的有限元模型,研究了地下水位变化对边坡地震动力响应和稳定性的影响规律。通过有限元仿真分析发现:地下水的存在使土层含水率增大,坡脚位置为地下水渗出位置,在渗透力和孔隙水压力的影响下,有效应力降低,导致边坡抗剪强度减小。随着水深的增加,地下水对边坡坡脚的剪应力和剪应变影响逐渐增大,且远场地震作用时在不同水深下边坡坡脚的剪应力-剪应变值滞回延伸较大,说明远场地震作用对边坡坡脚抗震能力的影响较大。无地下水时,通过拟静力法计算的安全系数值位于动力安全系数值的中部偏下,且动力安全系数的最小值比拟静力法的静力安全系数小;而随着地下水位的上升,拟静力法计算的安全系数值开始移向动力安全系数值的中部偏上。因此,地下水位较高时,按照拟静力法计算的边坡安全系数进行边坡的稳定性评估将具有一定的潜在风险性。     

基于耦合模型的尾矿坝稳定性对比分析

以山西襄汾尾矿坝2008年溃坝案例为研究背景,分别采用应力-渗流耦合和连续-离散耦合数值分析方法建立数值模型。应力-渗流模型根据坝顶实际水位和溃坝出水点设定水力水头差,连续、离散网格区域分别采用有限差分FLAC和颗粒离散元PFC进行建模。在应力-渗流耦合计算的浸润线基础上,采用连续-离散耦合计算分析坝体在静水作用下的失稳破坏特征,同时以应力-渗流耦合的计算结果来验证连续-离散耦合研究的有效性,使边坡稳定性分析方法获得了新的应用。结果表明:1应力-渗流耦合的边坡稳定性分析结果与连续-离散耦合方法呈现出的位移发展趋势基本一致,并可获得后者计算所需的浸润线特征;2引入浮重度参数,将坝体材料考虑为在静水作用下的含水土体,可用于连续-离散耦合算法,其模型计算结果与溃坝成因基本一致。     

深凹露天坑排尾砂后地下采区稳定性分析

鲁南矿业王峪矿段深凹露天矿闭坑后,由于矿区尾矿库的库容不足,提出了露天坑底部排放尾砂的工艺。通过ABAQUS大型有限元数值软件,模拟了露天坑采结束-坑底干排尾砂-露天转地下第一阶段采矿全过程,分析了露天边坡位移变化趋势以及露天转地下采区的应力分布情况,得出结论：露天坑底排尾砂后地下开采区域应力场没有明显的增加,同时围岩体的塑性区域没有贯通;原露天边坡的水平与竖直位移均在可控范围内。并针对露天转地下过程中坑底积水情况,提出了工程上的防排渗措施,具有较好的工程参考价值。     

特厚煤层开采顶板突水危险性预测及防治措施

在分析朱仙庄矿水文地质条件的基础上,采用经验公式、数值分析、相似模拟等方法,分析了8105特厚煤层工作面覆岩顶板的裂隙发育过程,考虑采动应力与渗流的耦合作用,研究了随工作面的推进上部含水层的渗流演变规律,进而对顶板突水危险性预测。结果表明:随工作面不断推进,8105回采工作面采空区裂隙发育高度为72m,与经验公式法的计算结果基本一致;通过数值模拟分析得到含水层受采动影响发生渗流现象,孔隙水未进入到回采工作面采空区;对相似模拟、数值模拟所得结果进行综合分析,裂隙最大发育高度与岩层孔隙水之间的距离为15m。为保证8105工作面的正常回采,本文提出了"预先打孔监测钻孔涌水量""留设合理防水煤柱""不良钻孔及时封堵"等防治措施,研究结果对类似工程条件下的煤层开采具有一定的借鉴意义。     

矿山边坡地下水浸润线的简便计算

矿山边坡稳定性分析中，边坡地下水浸润线分布的计算是主要基础性工作。提出了矿山边坡地下水浸润线简便算法，并结合工程实例说明了该方法的合理性和可行性。     

典型渗流对露天矿山边坡稳定性影响的研究

岩石渗流对边坡的稳定性具有重要影响.为了研究渗流对露天矿边坡稳定性的影响规律,结合地质概况,采用数值分析方法对边坡进行了典型渗流作用过程分析,并确定边坡安全系数;研究结果表明,在一定条件下渗流作用对应力场影响很大,渗流与应力场的共同作用直接影响露天矿边坡的稳定性.     

水-岩耦合作用下边坡岩体渗流二维数值模拟

为了研究岩体渗流及水-岩耦合作用对边坡稳定性的影响,首先基于岩体特征建立等效连续介质模型,然后采用有限元法求解该模型,并利用SEEP/W软件模拟正常水位、暴雨入渗和排水疏干时采区地下水渗流。结果表明：等效连续介质模型可靠性高,地下水二维渗流存在各向异性,且裂隙轴向的水力坡降明显大于裂隙径向;3种工况水力坡降明显区域均为边坡表层、不同岩层交界处及混合Ⅰ岩内;暴雨入渗时水-岩耦合作用导致岩层拉应力增大、孔裂隙扩展,剪切滑移为边坡失稳主要诱发机制,而排水疏干有利于提高边坡稳定性。     

渗流与应力耦合作用对边坡稳定性影响的数值模拟研究

研究渗流与应力耦合作用对裂隙边坡稳定性的影响具有重要的工程指导意义。对呈现裂隙边坡特征的金堆城钼矿北帮边坡分别在不考虑地下水渗流以及考虑渗流与应力共同作用两种情况下进行的有限元数值模拟研究表明:渗流与应力耦合对边坡稳定性具有直接的削弱作用。     

顶板砂岩水下煤层开采覆岩导水裂隙带发育高度研究

导水裂隙带发育高度是顶板砂岩水下实施安全采煤的重要技术参数之一。以新集矿区某综采工作面为工程背景,针对工作面回采后采动裂隙导通上覆砂岩含水层易发生突水事故的问题,在分析覆岩岩性特征的基础上,采用经验公式估算、基于关键层位置覆岩导水裂隙带高度预测方法、数值模拟及井下仰孔分段注水法对覆岩导水裂隙带发育高度进行研究。结果表明,基于关键层理论导水裂隙带高度预测方法、FLAC3D数值模拟与井下仰孔分段注水试验结果基本一致,而经验公式预测导水裂隙带发育高度数值较小,存在一定的局限性。工作面回采后,导水裂隙带发育高度最大为57.6 m,裂采比为15.2,且发育形态呈“马鞍型”。 研究结果可为工作面顶板水害治理提供地质依据。