降雨对露天煤矿排土场边坡稳定性的影响分析

为研究降雨对煤矿排土场边坡的影响,根据石圪图露天煤矿的实际情况,首先采用Bishop法和Spencer法对在自然状态下排土场边坡局部、整体稳定性及可能存在的排弃物料内部圆弧滑动和沿基底滑移模式分别进行了定量的安全评估。通过数值模拟分析排土场边坡在非降雨条件下的稳固情况,随后在确定边坡渗流模型的边界条件下,根据Geo-studio软件多个模块对排土场在不同降雨类型条件下的孔隙水压、位移、稳定系数等进行分析。结果表明,在自然状态下石圪图露天煤矿排土场边坡稳定性良好;在受不同降雨类型影响下,排土场边坡孔隙水压会随着降雨时间的增加而表现出明显变化,并在土体体积含水率稳定后趋于稳定;其中3种降雨类型会使排土场边坡安全系数小于安全储备系数1.45,存在滑坡的可能。     

降雨对排土场边坡渗流及稳定性的影响

以降雨时期排土场的稳定性为研究对象,结合唐山某排土场堆积特征和地区气象条件,基于Geo-studio软件中SLOPE/W、SEEP/W等多个模块的不同算法,估算理论派生土体的土水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时的最小安全稳定性系数,分析了不同降雨状态下排土场边坡渗流特征。研究结果表明：一定的降雨强度下,随着降雨时间的增长,排土场坡体内的浸水面深度逐渐增加,孔隙水压力增大,安全稳定性系数在逐渐降低,边坡将向不稳定状态演变;降雨强度增大,会使边坡稳定性系数降低的速度增加,随着降雨强度和降雨时间的持续增加,边坡终将向不稳定状态演变。     

长历时降雨对高陡边坡排土场渗流影响分析及稳定性研究

高台阶排土工艺使得排土场呈现高陡边坡趋势,降雨则是诱发高陡边坡滑动的一个重要因素。以某多雨地区高陡边坡排土场为例,开展了长历时降雨条件下渗流演化规律及稳定性影响分析。研究表明：排土场堆积高度越大,降雨对内部孔隙水压力分布的影响越小;排土场稳定性在不同降雨时期受深层和浅层2种不同的滑动方式控制;降雨引起抗滑稳定系数的降低速率大于停雨后安全系数的升高速率。     

降雨条件下多级台阶排土场边坡渗流及稳定性分析

降雨是导致边坡失稳的主要因素之一。以滇中地区某磷矿排土场边坡为例,研究持续降雨对6^#排土场边坡的稳定性影响,基于饱和-非饱和土渗流理论,使用室内非饱和土静力三轴试验结合GeoStudio有限元方法,对持续强降雨条件下的饱和-非饱和渗流场的动态变化、变形破坏和稳定性进行数值模拟和计算。结果表明：降雨初期基质吸力越大边坡安全系数越高,但是降雨12 h后边坡岩土体趋于饱和后,安全系数基本不受基质吸力的影响,并与理论计算结果基本一致,边坡整体稳定性良好,与排土场实际情况相符;雨水不断入渗时多级台阶排土场塑性变形区域主要集中在坡脚台阶处。模拟结果总体可靠,可为持续强降雨地区多级台阶排土场以及对滇中地区矿山排土场安全生产提供参考。     

降雨入渗条件下大型排土场边坡稳定性分析

为研究降雨入渗条件下排土场边坡稳定性,以某大型排土场为工程背景,通过室内土-岩散体渗透试验与直剪试验获取岩土堆积体力学参数。借助有限元软件,采用应力-渗流-边坡耦合模拟分析该排土场边坡在最大降雨量为360 mm/d,降雨时长分别为6 h、12 h、18 h与24 h条件下的排土场孔隙水压力与地下水位渗流场分布特征。研究了不同降雨时长下的安全系数时变规律,研究成果可为类似排土场的边坡稳定性评价提供参考。     

降雨对排土场边坡渗流及稳定性影响研究

排土场是矿山采矿过程中,用来集中堆积废弃物的场所。降雨是排土场边坡滑坡失稳的主要原因之一。研究了降雨对排土场边坡渗流及稳定性的影响,结合某矿区排土场边坡工程实例,分析了不同雨型作用下,排土场边坡的渗流特征及稳定性。     

不同雨型下降雨入渗及其对排土场边坡稳定性影响研究

降雨入渗是影响边坡稳定性的重要因素,以某矿山排土场高陡边坡为研究对象,基于饱和-非饱和渗流理论研究了不同雨型降雨条件下边坡渗流场的变化特点;采用非饱和土强度准则与极限平衡法对边坡的稳定性进行分析。结果表明：不同雨型降雨入渗时,边坡暂态饱和区的范围不同,后峰型最大,等强型最小;不同雨型降雨条件下对边坡稳定性的影响程度亦不同,后峰型降雨对边坡稳定性影响较大,等强型降雨对边坡安全系数的影响相对较小。     

降雨作用下和尚桥铁矿内排土场边坡稳定性分析

孔隙水压力是表征内排土场边坡渗流及稳定性演化的重要参数之一。为验证现有边坡设计参数的合理性，以和尚桥铁矿内排土场边坡为工程背景，基于Biot固结理论的直接耦合方法，运用Geo Studio软件进行数值模拟分析，研究内排土场边坡在降雨条件下的渗流规律及稳定性，分析降雨强度及降雨持时对边坡孔隙水压力的影响，得出不同降雨强度下边坡内孔隙水压力分布规律及其安全系数。结果表明：降雨入渗范围主要在排土场边坡表层以下3~5 m内；降雨入渗速率主要受到土体渗透系数与降雨强度相对大小影响；和尚桥内排土场边坡设计参数在持续强降雨期间仍能保持安全稳定，但需通过排水沟及时排出边坡表层未入渗的降雨。     

考虑降雨入渗-重分布的边坡稳定性分析

为了阐述降雨对边坡稳定性的影响具有滞后性,提出了在降雨入渗过程中进行边坡稳定性分析时需考虑降雨入渗-重分布过程。在降雨入渗-重分布过程中,建立了基于GEOSTUDIO的边坡降雨入渗数值计算模型,研究了不同降雨强度对非饱和土质边坡稳定性的影响,并对比分析了在降雨强度和降雨持时相同条件下考虑与不考虑流固耦合时边坡稳定性变化规律。结果表明:不考虑流固耦合时,边坡安全系数随持续降雨逐渐变小,并在降雨结束后7~9h降至最低,之后安全系数逐渐增大,在降雨持时入渗及降雨结束后7~9h,边坡安全系数降低速率与降雨强度正相关;考虑流固耦合作用时,边坡的安全系数逐渐变小至趋于稳定,且始终不比考虑流固耦合时小。     

降雨入渗作用下排土场边坡动态稳定性分析

在排土场边坡设计中,通常采用传统的稳定性计算理论,仅考虑固体和饱和静水的作用,而没有考虑降雨入渗对坡体内非饱和带孔隙水压力变化的影响,即基质吸力变化对土体强度的影响,从而计算的安全系数偏高,很容易造成雨季排土场边坡失稳。为解决此问题,借助非饱和土力学理论,采用数值模拟降雨入渗时间域内基质吸力的分布状态,得到土体抗剪强度随降雨入渗的实时值;然后采用弹塑性有限元计算方法,得出边坡应力状态的力学响应;最终用应力有限元法计算整体排土场边坡随降雨入渗的动态稳定性安全系数。计算过程采用己被非饱和土力学界认可的GEO-Studio系列软件实现。计算结果表明,排土场边坡安全系数随降雨入渗基质吸力的降低而降低,随着蒸发作用基质吸力增大而增大。因此,在排土场设计时,要考虑降雨工况作用下的安全系数作为设计安全系数,并且在边坡坡顶和坡面设置截排水沟,有组织地将雨水排出排土场界限以外,进而保证排土场边坡的安全稳定性。     

不同降雨条件非饱和渗流作用下大型弃土场稳定性分析

为研究土体非饱和情况下降雨入渗弃土场稳定性问题,以云南某弃土场为例,采用GeoStudio软件,建立5个不同雨强条件下渗流模型,分析降雨持时相同情况下,边坡土体含水率、孔隙水压力、土-水特征曲线、暂态饱和区域变化以及边坡稳定性安全系数变化情况。结果表明:在降雨初期,雨强对于边坡安全系数影响不大,降雨历时6 h后,坡体表层土体孔隙水压力、饱和度持续上升并逐渐形成暂态饱和区域,降雨量越大安全系数下降越快;降雨历时超12 h后,表层土体含水率接近饱和,形成地表径流,土颗粒间基质吸力逐渐下降,影响边坡稳定性;降雨后期,弃土场表层大部分土体接近饱和含水率,渗透系数不再增长,基质吸力不再减弱,安全稳定性系数下降速率趋平。根据降雨后最小安全系数以及土水参数分析,判定该弃土场是稳定的。     

乌拉根锌矿排土场稳定性分析

排土场的稳定性研究是露天矿山安全性管理的重点,也是矿山可持续发展的关键。以乌拉根锌矿排土场为例,在岩土工程勘察的基础上,利用Geo slope软件,运用极限平衡法和有限元法对排土场边坡危险剖面在正常工况下及降雨入渗工况下的稳定性进行数值模拟。计算结果表明,正常工况下,边坡处于基本稳定状态;降雨入渗后,边坡安全系数降低3.9%,处于欠稳定状态,应加强排土场降雨预报和监测管理。     

多雨地区米拉多铜矿南排土场稳定性研究

降雨是影响排土场安全运行的主要因素之一,为研究多雨地区排土场稳定性,以热带多雨气候的厄瓜多尔米拉多地区铜矿南排土场为例,通过简化Bishop法在降雨条件下对排土场稳定性进行了研究。结果表明:(1)不同降雨类型对排土场稳定性影响不同;(2)短期强降雨对排土场稳定性影响最大;(3)米拉多铜矿排土场在连续强降雨条件下存在浅表层滑坡的可能。     

某排土场边坡堆置全过程渗流稳定时变分析

目前对排土场边坡稳定性多以单一安全系数作为评价标准,难以全面反映排土场边坡堆置全过程稳定性演化的实际情况。对此,以福建地区某排土场边坡作为研究对象,在掌握其工程地质条件与气象资料的基础上,研究排土场边坡堆置全过程各阶段在降雨与蒸发作用下渗流稳定的时变规律。研究结果表明,在过程降雨量大时,排土场边坡基底会出现滞水,安全系数受其影响大;逆排工艺形成的排土场边坡,基底滑动安全系数随着堆置台阶增加呈阶段式大幅下降;排土场边坡安全系数具有滞后效应,最危险的时刻出现在降雨停止后的一段时间。研究成果对排土场边坡的稳定分析具有理论与实际意义。     

降雨对露天矿软弱基底排土场边坡稳定性的弱化效应

露天矿软弱基底排土场边坡在降雨工况下,岩体的强度、黏聚力和内摩擦角受严重影响,且岩体受地表水和地下水的静力和动力作用,降雨严重影响软弱基底排土场边坡的稳 定 性. 利 用 Geostudio 软 件 Bishop 法、Spencer 法、MorgensternＧPrice(MＧP法)、Janbu法和 Sarma法５种极限平衡条分法进行自然工况和降雨工况的二维排土场模型综合性数值模拟试验,通过 AHP法对边坡稳定性安全系数进行评价分析.结果表明:工程设计方案在各工况下的安全系数均较大;降雨对边坡稳定性的影响显著,李屋排土场边坡稳定性安全系数随雨量增加而减小.研究方法为软弱基底边坡稳定性分析提供了一套较为成熟的范例.     

某露天矿内扩排土场边坡稳定性分析

以某露天矿拟设计的7#坑内扩排土场边坡为研究对象,将排土场边坡稳定性研究提前融入到设计阶段。基于极限平衡法,采用Slide数值分析软件,分别计算不同工况下的排土场边坡安全系数,并以排土场最小边坡安全系数为标准,对不同工况下的计算结果进行评价与分析。结果表明：7#坑内扩排土场在天然工况下边坡安全系数为1.367,在降雨工况下边坡安全系数为1.280,在地震工况下边坡安全系数为1.182,均大于最小边坡安全系数;3种工况下的边坡潜在滑移面均集中在上部台阶;数值计算结果验证了排土场边坡参数设计的合理性。     

长历时降雨入渗对多台阶排土场边坡稳定性影响研究

降雨是边坡滑坡失稳的主要诱发因素之一。由多相土石混合料构成的人工排土场边坡因其滞水蓄水特性,在长历时降雨条件下极易发生滑坡事故。以充沛雨量地区某排土场为例,分析了长历时降雨造成现状单台阶高陡边坡临界失稳的原因。在此基础上,以经优化设计后的多台阶边坡为例,运用非饱和土力学方法,开展长历时降雨条件下瞬态渗流场演化规律及其对边坡稳定性影响研究。研究结果表明,长历时降雨条件下,单台阶浅层滑坡较深层滑坡更易发生失稳,下部台阶边坡受降雨影响的程度较上部台阶更大,停雨阶段各台阶边坡稳定性恢复速率相对较缓。优化控制排土段高和坡度、修建截排水设施等可有效维护排土场边坡的稳定性。     

排土场软弱夹层厚度与降雨量耦合的稳定性研究

根据刚果(金)排土场边坡实际情况,以软弱夹层厚度与降雨量为变量,进行了两者耦合与边坡安全系数的影响研究,基于Geostudio-SEEP/W、SLOPE/W模块的计算能力,应用Bishop方法计算了在不同夹层厚度、不同降雨量下的边坡最小安全系数,同时进行了排土场边坡的滑动面分析及渗流分析。研究表明:降雨量增加,水位逐渐上升,抗剪强度减弱,安全系数逐渐降低;软弱层厚度增加,滑面半径增大,抗滑力减小,安全系数减小,降低速率大于降雨。     

软弱夹层物性特征对排土场边坡稳定性的影响研究

软弱夹层作为边坡岩体系统的薄弱环节,对控制边坡的稳定性具有关键作用。为研究软弱夹层的物性特征对排土场边坡稳定性的影响,以河曲旧县露天煤矿为工程背景,分别计算了天然状态、饱水状态、含软弱夹层时边坡的稳定性;基于此,探讨了软弱夹层赋存深度、倾角、厚度等物性特征对边坡稳定性的影响。结果表明:天然状态下排土场边坡处于稳定性状态,饱水状态下边坡稳定性处于基本稳定状态,边坡含有软弱夹层时稳定性难以得到保证;软弱夹层的存在会改变排土场边坡的潜在滑移面形态,由圆弧形破坏向上部类圆弧下部斜线的破坏形态转变;随着软弱夹层深度的增加排土场边坡安全系数逐渐增加,且存在临界深度;边坡安全系数随着软弱夹层倾角的增加逐渐降低,呈一次函数关系;边坡安全系数随着软弱夹层厚度的增加逐渐降低,呈二次函数关系。     

降雨条件下超高单台阶排土边坡稳定性分析

以国内某80m高单台阶排土场边坡为例,采用饱和-非饱和渗流有限单元法,对长历时降雨过程中及停雨后一段时间内边坡瞬态渗流场变化规律进行研究,分析了随降雨历时的边坡稳定性瞬态变化规律。结果表明,对于超高单台阶排土边坡,降雨过程主要影响表层一定范围内渗流场及稳定性,降雨过程中边坡失稳受浅层滑动破坏控制。研究成果可为多雨地区长期降雨过程中的超高单台阶排土场研究设计提供参考。