基于不同失稳判据的堆载边坡稳定性分析

露天矿山边坡顶部堆载的作用会显著降低边坡的稳定性,而依据不同失稳判据确定的安全系数则会直接影响堆载边坡稳定性状态的评价。通过建立顶部堆载作用下边坡的有限元模型,从3类不同的失稳判据,即数值计算不收敛判据、塑性区贯通判据以及特征点位移突变判据入手,对比分析了堆载大小分别为25,50,75 kPa时的边坡安全系数。结果表明:坡顶堆载越大,边坡的安全系数越小;采用不同的失稳判据得出的边坡安全系数大小有一定区别,其中由计算不收敛判据得出的安全系数偏大,由特征点位移突变判据得出的安全系数偏小。结合堆载边坡的特殊工况,在实际工程中建议优先选用较为保守的特征点位移突变判据对边坡稳定性进行分析,同时将其他判据结果作为补充参考,以准确评价堆载边坡的稳定性状态。     

FLAC3D强度折减法在排土场边坡稳定性分析中的应用

将FLAC3D软件和强度折减法相结合,应用于露天矿排土场边坡的稳定性分析,采用位移突变判据和塑性区贯通判据来判断边坡是否发生失稳破坏,最后求出边坡的稳定性系数。用FLAC3D强度折减法计算边坡稳定系数比直接输入solve命令求解时速度快、更直观、更方便。     

基于数值模拟的露天边坡强度折减法稳定性分析

基于有限差分强度折减理论,利用FLAC软件对某露天矿边坡的稳定性进行了数值计算分析,分别得到了迭代步数突变、计算不收敛和塑性区贯通3种不同条件下的边坡安全系数。通过对以上结果的分析,得出边坡破坏在数值模拟中表现为计算的不收敛,塑性区的贯通只是边坡破坏的必要条件。     

某露天矿排土场边坡稳定性分析

排土场边坡稳定性问题成为阻碍我国露天矿发展的重大因素而得到国家和社会的广泛重视。本文总结排土场的发展趋势,结合某露天矿排土场的工勘地质特征,采用极限平衡法和FLAC3D强度折减法对排土场稳定性进行计算,计算结果相差不超过0.04,计算结果显示FLAC3D强度折减法计算安全系数具有很好的可靠性,计算不收敛判据与塑性贯通判据在本例中等效。安全系数平均值为0.480,反分析排土料的物理力学参数,认为达不到稳定要求的强度,故认为该排土场存在重大安全隐患,应及时治理。通过数值模拟研究边坡的失稳机制对于边坡稳定将有更为积极的意义。实践过程中,应当重视计算参数获取的准确性。     

基于广义Hoek－Brown准则的边坡安全系数间接解法

为了将强度折减法与Hoek－Brown准则相结合，可通过2种方法间接得到安全系数,即直接折减Hoek－Brown参数及计算等效Mohr－Coulomb参数方法.理论分析表明，前者存在一定困难，因此选用后者.首先计算与Hoek－Brown参数对应的等效黏结力和内摩擦角；然后采用位移突变失稳判据，由Mohr－Coulomb强度折减法间接得到广义Hoek－Brown准则下边坡的安全系数.结果表明：间接计算方法方便可行，具有实用价值.     

基于有限元强度折减法的采场结构整体稳定性极限分析

以铜陵某铜矿开采设计稳定性研究为例, 利用有限元强度折减法对采场结构的整体稳定性进行了极限分析。计算结果表明, 由于采场结构布置和受力复杂, 仅靠数值计算解的不收敛性作为整体失稳判据是值得商榷的, 而以顶板塑性破坏带大面积贯通、关键点位移突变、破坏单元体积突变和塑性应变最大值突变作为整体失稳判据则具有一致性, 可作为采场结构整体失稳的判据, 由此得到采场结构的整体安全系数, 对地下矿山采场结构稳定性分析具有一定参考作用。     

基于FLAC3D强度折减法的三种收敛判据的比较分析

运用FLAC3D对一个简单土坡算例进行计算,分别运用目前常用的收敛判据、位移突变和塑性区判据来求得安全系数,这三个判据计算出的结果相近且都与FLAC内置fish语言求解安全系数的答案接近,说明在今后的具体运用中,以塑性区为判据会得到比较保守的安全系数,而采用监测关键点的位移相对比较直观精确,同时基于以上判据,综合考虑其他判据,使各判据在使用中尽量提高精度,这样才会得到比较可靠的结果。     

基于FLAC~(3D)强度折减法的三种收敛判据的比较分析

运用FLAC3D对一个简单土坡算例进行计算,分别运用目前常用的收敛判据、位移突变和塑性区判据来求得安全系数,这三个判据计算出的结果相近且都与FLAC内置fish语言求解安全系数的答案接近,说明在今后的具体运用中,以塑性区为判据会得到比较保守的安全系数,而采用监测关键点的位移相对比较直观精确,同时基于以上判据,综合考虑其他判据,使各判据在使用中尽量提高精度,这样才会得到比较可靠的结果。     

边坡稳定分析中的强度折减法

应用弹塑性强度折减有限元计算边坡稳定安全系数,采用解的数值不收敛作为破坏判据,考虑材料剪胀性.通过算例对极限平衡法,极限分析法和强度折减法比较,说明前两种方法计算结果过大了.计算结果的可视化,反映了土体破坏时塑性区.     

基于有限元强度折减法的边坡参数反演

根据云南磷矿边坡的实际情况,对边坡边界条件简化,建立二维分析模型,利用安全系数使用有限元强度折减法等比例对初始参数进行折减,重点对滑动带附近岩体参数进行反演计算,把有限元不收敛作和塑性区全部贯通共同作为失稳标准,选择边坡失稳破坏的前一级对应的折减系数为安全系数,计算得出多组安全系数数据,绘制Fs=1.0时c-φ曲线图,综合选取一组合理的c和φ值为最终反演的强度参数。     

基于强度折减法的露采边坡稳定性分析

根据青海松树南沟矿区的勘察资料,建立了西南部高边坡剖面计算模型,利用强度折减法求解边坡的安全系数。采用FLAC3D计算得到了不同折减系数条件下的计算结果,确定了以塑性区分析为主,最大水平位移为辅的判断依据能够快速得到其安全系数。分析计算结果可知,青海松树南沟西南部边坡在天然状态下的安全系数为1.85。通过对比分析,矿山西南边坡内的断层对边坡稳定性有较大的影响,需要在开挖过程中重点监测。     

基于Drucker-Prager准则的深部巷道破裂围岩弹塑性分析

基于Drucker-Prager屈服准则和非关联流动法则,考虑中间主应力、塑性区弹性应变及岩体剪胀性的影响,推导了深部圆形巷道围岩应力、变形及塑性区半径的封闭解析解。结合工程实例,对比分析了不同屈服准则和围岩参数对围岩状态变化的影响,研究结果表明：中间主应力对围岩破裂范围和表面位移均具有重要影响,且表现出明显的区间效应;剪胀角越大,扩容系数越大,围岩破裂范围与表面位移也就越大;围岩参数(残余黏聚力、残余内摩擦角、初始黏聚力)和支护阻力越大,围岩塑性区及破裂区范围均越小;D-P准则解分别与统一强度准则解、双剪强度准则解和M-C准则解相比,围岩破裂范围及表面位移均偏大,但与M-C准则解最为接近;在满足相同围岩变形条件下,D-P准则解所需支护阻力较其他3种准则解均较大,更偏向于刚性支护形式,分析结果可为巷道围岩稳定性评价与支护设计提供重要理论依据。     

基于Drucker-Prager屈服准则的圆形巷道围岩弹塑性分析

考虑不同程度的中间主应力对屈服的影响,以Drucker-Prager屈服准则作为巷道围岩的塑性条件,推算出巷道围岩弹塑性区应力、塑性区半径和位移的解析解。研究表明,中间主应力对塑性区半径和位移的大小以及围岩应力的分布均有重要影响,并且验证了中间主应力效应的区间性。用单因素分析法,分别考虑不同内聚力、内摩擦角、原岩应力和支护阻力情况下,塑性区半径和位移的Drucker-Prager准则解、Mohr-Coulomb准则解和统一强度准则解的变化规律并对其进行比较,分析表明：相同条件下,塑性区半径及位移的Drucker-Prager准则解比Mohr-Coulomb准则解和统一强度准则解大,并且在较高内聚力、较低内摩擦角或较低原岩应力情况下Drucker-Prager准则解接近于Mohr-Coulomb准则解。采用Flac3D进行数值模拟,模拟结果与理论分析结果较为吻合。因此,适当的应用 Drucker-Prager屈服准则将更能保证工程实践的安全性,更具实践价值。     

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。     

降雨入渗及地震作用下边坡稳定性研究

边坡滑坡给社会经济和人民生命安全带来了巨大威胁，降雨和地震是边坡滑坡的两大诱因。以云南省某矿山边坡作为研究对象，取样后在室内进行岩石力学实验，得到后期工作所需的岩石力学参数，利用霍克布朗准则推导出岩体的力学参数，运用理论计算和数值模拟分析降雨和地震对边坡稳定性影响，结果表明：1）在降雨入渗作用下，边坡出现滑坡主要是静水压力造成的；2）在地震作用下，当地震峰值加速度为0.1g时，有效塑性区主要位于边坡中下部，当增大地震峰值加速度，其范围向坡脚移动，当加速度为0.3g时，塑性区出现贯通趋势。     

软弱顶板煤巷围岩变形破坏特征数值分析

为了研究软弱围岩巷道变形破坏特征及其变化规律，借助FLAC^2D软件建立数值分析模型，模拟软弱顶板巷道围岩变形破坏全过程，分析得到在巷道从开挖初期到围岩失稳及后期达到新稳定过程中围岩应力场、塑性区分布情况及破坏特征的变化规律．结果表明，解决顶板问题是维护软弱顶板巷道整体稳定性的关键，巷道底鼓与两帮收敛两者是相互关联，并同时受到顶板下沉的影响．     

雨水反复浸蚀对露天矿边坡稳定性影响分析

为了研究雨水反复浸蚀作用对边坡稳定性的影响,根据不同强度的降雨,对边坡台阶和坡面进行雨水浸润范围的划分,利用ABAQUS有限元软件并采用更有效的参数折减方式对雨水的反复浸蚀作用进行模拟。结果显示:采用经过调整的参数折减方式使得内摩擦角的折减路径更贴近反正切函数曲线;在划分边坡浸润区后,经过强度折减,边坡主要沿着坡面浸润区发生破坏。虽然边坡内部大多都在强度范围之内,但边坡的安全系数逐步越低;随着边坡浸润区范围的扩大,坡脚处的塑性区域逐渐减小,边坡也从整体失稳破坏过渡到局部浸润区产生滑移体,不会再产生传统的塑性贯通区。