基于有限元强度折减法的边坡安全系数的敏感性分析

随着边坡稳定性被广泛研究,对于边坡安全系数的敏感性分析具有重要意义。以均质边坡为例,探讨了岩土体抗剪强度参数以及屈服准则的选取对边坡安全系数的影响。通过边坡稳定性安全系数影响因素的敏感性分析,计算结果表明:1随着坡角的减缓,边坡安全系数逐步增大。2泊松比对安全系数影响不大,计算时可根据经验选取。3抗剪强度参数与安全系数呈正相关,并且具有一定线性关系。4不同的屈服准则得到的安全系数不同:不同屈服准则计算出的安全系数具有相对稳定性,也就是说随着内聚力的变化,不同屈服准则得到的安全系数的变化保持相对稳定。最后总结探讨了强度折减法获取边坡稳定性安全系数存在的问题,并针对这些问题,提出了作者的看法。     

边坡加固后露天采场的控制爆破研究

利用锚拉式地下连续墙技术对富水砂卵石层的露天矿边坡加固后,如何控制爆破以确保边坡稳定是值得深入研究的问题。本文以神龙峡露天矿为背景,研究了最大一段装药量问题以及爆破后对加固后露天矿边坡稳定性的影响。监测结果显示,在合理单响炸药量爆破时,爆破对边坡稳定性影响很小。     

矿山边坡地下连续墙止水帷幕力学特性

在工程地质条件分析、结构力学分析的基础上,以露天矿山边坡强富水卵石地层地下连续墙止水帷幕实际工程为背景,基于经典土压力理论,提出矿山边坡地下连续墙止水帷幕结构计算模型和计算方法,并研究了在正常使用条件下地下连续墙止水帷幕的力学特征,为具体工程的实施提供有利的参考。计算结果表明：①地下连续墙内力计算模型应考虑下方边坡开挖引起的被动土压力削减的影响;②地下水产生的静水压力是地下连续墙的主要荷载;③地层分布及土层物理力学性质对地下连续墙的受力条件具有较大影响,不同的工程地质条件下地下连续墙的内力分布差异较大;④通过实例验证了矿山边坡地下连续墙止水帷幕结构计算模型和计算方法符合实际工程地下连续墙受力条件,能够满足工程计算要求。     

某长江大桥高峰岸锚碇基础边坡稳定性研究

基于有限元强度折减法建立某长江大桥高峰岸锚碇基础边坡三维模型,模拟分析了锚碇基础施工及运营过程中边坡变形特征及稳定性。分析结果表明,采用改进的GSI(地质强度指标)法确定岩体力学参数,更符合工程实际; 三维整体强度折减法计算的安全系数明显高于极限平衡分析结果; 三维分析方法可直观显示边坡的破坏形式和位置,便于定性判断边坡破坏性质。根据分析结果,提出了相应工程措施,以确保锚碇基础边坡在施工及运行期安全。     

基于抗剪强度折减系数法的某露天铀矿边坡角优化研究

以某铀矿为工程背景,基于抗剪强度折减系数法,采用FLAC~(3D)数值计算软件建立了不同边坡角度的边坡数值计算模型,分析了边坡角度对铀矿边坡稳定性的影响,重点研究了边坡滑移面位置、边坡水平位移和安全系数的变化规律。研究结果表明:边坡呈现从坡顶至坡底的圆弧形滑动,最大水平位移为11.5 cm;随着边坡角的增加,安全系数呈现近似线性减小的变化趋势,边坡角从35°增加至40°时,边坡安全系数由1.37减小至1.22,降幅为10.9%。     

白云鄂博主矿边坡安全倾角及支护技术研究

白云鄂博矿开采时间较长,大量遗留边坡滑移现象严重,利用数值模拟软件FLAC3D对不同倾角状态下的边坡整体稳定性进行科学分析和判断,并在边坡稳定性验算的基础上提出生态护坡技术手段。数值模拟结果表明,白云鄂博矿边坡在60°左右时,稳定性安全系数仍为2.48,安全性相对较高,特提出锚网喷+绿色种植的生态护坡技术,通过锚网喷的初期固坡和后期的植物根部护坡,实现边坡的稳定与安全。测点数据显示,边坡滑移量平均降幅约30%,护坡成效显著。     

露天转地下开采充填体变形参数对边坡稳定性影响研究

以舞阳铁矿铁古坑采区露天转地下首中段开采为例,运用力学理论分析充填体变形参数对露天边坡稳定性的影响,并根据该矿充填体变形参数取值范围设计相应的数值模拟方案,采用有限元局部强度折减法计算各方案下边坡安全系数,分析充填体变形参数与露天边坡稳定性的关系,结果表明,随着充填体弹性模量或泊松比提高,露天边坡稳定性安全系数逐渐增大,充填体的弹性模量与泊松比取值共同影响露天边坡稳定性;确定了满足露天转地下开采边坡稳定的充填体变形参数范围,并确定灰砂比1∶8及以上配比的充填体可满足矿山安全生产的要求。工程中可以采用弹性模量与泊松比较高的充填体进行充填,降低地下开采对边坡稳定性影响,保障矿山露天转地下的安全生产。     

基于流-固耦合的露天矿山边坡地下连续墙变形特性研究

岩土体的物理力学参数及地下水位差异是地下连续墙力学性能的主要影响因素。采用FLAC3D流-固耦合分析模块,模拟分析边坡土体弹性模量、内聚力及地下水位等因素对地下连续墙受力弯矩和位移等变形特征的影响。研究结果表明:相比边坡土体内聚力,弹性模量与排水疏干程度是墙体受力弯矩与内力的主要影响因素。在保持边坡稳定前提下,边坡含水能够有效减少墙体的弯矩及位移。设置地下连续墙后,边坡止水效果明显,并且能够保持稳定。     

复杂条件下多向锚固岩石边坡稳定性拟静力分析

将拟静力极限平衡分析和滑动体位移分析法相结合,综合考虑水力条件、坡顶超载和多向锚固效应对岩石边坡的影响,建立了多向锚固岩质边坡稳定分析计算模型,给出了多影响因素下岩石边坡抗滑稳定性安全系数和累积滑移位移的表达式。计算结果表明,拉裂缝积水及出流缝被堵塞和超载不利于岩石边坡稳定性,而锚固能有效地改善边坡的抗滑稳定性,且合理地采用多向锚固效果更为明显。     

紫金山金铜矿露天岩质边坡稳定性研究

为分析研究紫金山金铜矿露天岩质边坡稳定性,通过室内三轴剪切实验,揭示不同岩性岩体内部应力—应变变化规律,为边坡稳定性分析提供可靠基础数据。在其基础上,应用极限平衡的方法,对紫金山金铜矿设计境界以及境界优化条件下进行稳定性分析;同时,应用有限元法对紫金山金铜矿边坡存在地下采矿巷道和排水巷道情形下进行数值模拟。计算结果表明:按照原设计境界进行矿山开采,边坡最小安全系数小于1.15,边坡安全系数低于规范值,安全储备不足,边坡处于不稳定状态,需对现状境界条件下边坡结构参数进行相应调整与优化,优化调整之后,稳定性增强,边坡达到允许安全系数要求,边坡安全储备充足。巷道的存在对坡体渗流场和应力场有一定的影响,巷道周围的水头明显降低,并降低了坡脚附近浸润线,地下渗流场的降低增强了边坡的自稳能力,边坡安全系数在各工况组合条件下都出现一定幅度的上升;当存在巷道时,该区域剪应力值明显增大,Y方向最大回弹量显著降低。     

竖向预应力锚杆加固抗滑挡土墙工程

结合竖向预应力锚杆加固重力式抗滑挡土墙治理滑坡的工程实例,重点阐述了竖向预应力锚杆＋抗滑挡土墙构造及其施工工艺流程,指出竖向预应力锚杆＋抗滑挡土墙新型结构在基岩山区滑坡治理中的应用前景。     

索道建筑基于桩锚共同作用的悬臂桩加固设计

结合武当山风景区某护坡工程,介绍了一种预应力锚索与悬臂桩(墙)组合补强加固高边坡变形的设计方案。通过对边坡地层的补充勘察,对护坡桩结构内力的受力分析,找出了高边坡变形加剧和桩身局部裂缝的原因,设计采用了预应力锚索补强加固悬臂桩(墙)。经过长期监测,加固后3年来的桩顶最大位移累计30.1 mm,小于国家规定的规范要求。实践表明,桩锚支护补强设计安全可靠,其成功经验和体会对类似项目有借鉴意义。     

露天边坡大型滑坡稳定性分析与治理方案

针对锦丰露天金矿西部运矿道大型滑坡,从地质构造、水、风化、爆破及采矿活动等多方面进行滑坡原因分析,提出预应力长锚索、喷锚网、抗滑桩、重力式挡墙及泄水泄压孔对滑坡进行综合治理,毛石混凝土分层回填修复西部运矿道的方案。应用岩石力学软件Slide 对修复后的运矿道边坡进行模拟,从理论上分析修复后的边坡稳定性,模拟结果显示边坡最低安全系数为1.13,大于边坡破坏安全系数1.0。采用机器人监测系统Autoslope和地质雷达监测系统Radar Monitoring System对边坡进行变形监测,监测精度最高可达0.1 mm;经过1 a多的监测,结果显示边坡处于稳定状态。理论分析和实际监测结果表明：①采用长锚索、喷锚网,抗滑桩、重力式挡墙及泄水泄压孔对滑坡进行综合治理具有良好的加固效果;②毛石混凝土分层回填对大型滑坡进行处理效果明显。该处理方法在相关滑坡治理中具有一定借鉴意义。     

新型快速锚固锚索的研发及应用

介绍了直立高填方区边坡治理工程中应用的一种新型的快速锚固技术———预应力混凝土管水平向快速锚固锚索的研发过程,阐述了其力学原理及其构造、特性,并结合工程实例,介绍了新型快速锚固锚索的实施过程及技术要点。     

加筋土挡墙模型试验研究

加筋土挡墙属于柔性结构,能较好地适应软基的变形,较其他形式的挡土墙更为经济。该文以白卡纸作为面板,以牛皮纸带作为筋材,依据规范设计了面板加筋土挡墙,并进行了模型试验与分析。试验表明,加筋土挡墙形成的直立边坡变形小、结构稳定。     

Test analysis of stress characteristics on reinforcing rock slope with group anchorage cable

To research the reinforcement effect of a rock slope with group anchorage cables and the stress characteristics of pre-stressed anchorage cables in the fractured surface, the rock slope calculated model of a wedge block within the double-slide face was established by using the finite difference software according to the actual slope project combined with indoor model test. The pre-stress loss rule of the anchorage cable and the distribution of axial force and the force-transferring mechanism of the anchorage cable were analyzed during simulation. Also, based on the displacement contour and the safety factor of the calculated results, the quantitative analysis for the reinforcement effect of the rock slope with group pre-stressed anchorage cable was discovered. The results computed by the software conform with the data in the experiment, which can prove the effectiveness and correctness of parameter selection and model building.     

复合土钉墙的受力分析与变形计算

预应力锚杆复合土钉墙是一种常用有效的支护结构,为进一步研究受力与变形,采用理论分析与数值模拟相结合的研究方法,分析在施工过程中土钉拉力与锚杆轴力之间的关系;采用改进的增量法计算施工过程中的水平位移并考虑各种影响因素。结果表明:①考虑优化设计,预应力锚杆设置两层即可保证安全经济;②由于预应力锚杆的分担作用,邻近位置的土钉受力会变小;③改进的增量法考虑土钉对变形的影响用于计算坑壁水平位移简单可靠。     

分层多次高压注浆预应力锚固试验与数值模拟

为了治理露天矿山破碎岩质高陡边坡,增强边坡稳定性,从分析锚杆预应力锚固技术和高压注浆技术机理入手,采用水力劈裂应力场计算得出高压劈裂的浆液走向,提出了结合2种技术优点的分层多次高压注浆预应力锚固技术。然后,通过在实验室中对普通锚固体与分层多次高压注浆劈裂形成的锚固异形体模型分别进行拉拔对比试验,采集锚杆应力分布数据,分析其应力传递规律,得出分层多次高压注浆预应力锚固技术能使锚固段的承载力提高约39.25%,同时可以避免应力集中。最后,利用FLAC3D软件建立模型进行模拟,取4组不同起劈宽度和4组不同的起劈长度,施加相同的拉拔力,分别进行对比研究,分析其内部应力分布及传递规律。研究结果表明:相对于普通锚固异形体,分层多次高压注浆劈裂形成的锚固异形体可以承担更多的剪应力,并且随着劈裂程度的增大,浆脉的长度更长,起劈宽度更大,浆脉应力场的影响力更大,锚固效果更好。