基于Geo-Studio软件的某超细粒尾矿库渗流、稳定性耦合分析

应用有限元软件对某超细粒尾矿坝进行了渗流数值模拟计算,同时分别采用极限平衡法中的瑞典条分法、Janbu法、Morgenstern—普赖斯法和简化Bishop法4种方法,利用这些耦合渗流计算结果对尾矿坝进行了静力稳定性数值分析,得出了尾矿坝在不同干滩长度下的最小安全系数及最危险滑移面,并对该尾矿坝坝体稳定性维护提出了建议,对于确保该尾矿坝安全运行具有一定的参考价值。     

极限平衡法与强度折减法分析尾矿坝稳定性比较

传统的刚体极限平衡法是尾矿坝稳定性分析中普遍使用的方法。然而,近年来,有限元法逐渐成为一种强有力的尾矿坝边坡稳定性分析工具,其中以强度折减法为典型代表。尽管强度折减有限元法有很多优势,但是它并没有被广泛应用于坝体日常稳定性分析中。为了探索出较为合理的分析途径,深入剖析两种理论的异同点,结合某尾矿坝实际工程,比较分析正常、洪水运行下有限元强度折减法与极限平衡法在安全系数大小及滑动面形状和位置上的差异,分析产生差异的原因,并在安全系数的选用上提出建议,以期为尾矿坝的安全设计施工提供可靠依据和技术支撑。     

有限元强度折减法在土质边坡中的应用

通过有限元强度折减法,使边坡达到破坏状态时,滑动面上的位移将产生突变,产生很大且无限制的塑性流动,有限元程序从有限元方程组中找到一个既能满足应力一应变关系和强度准则的解,通过有塑性区贯通,塑性应变可以分别得出安全系数、可能滑移面.从某计算例子开始,分别由Spencer法与有限元强度折减法所得安全系数进行比较,所得结果之间误差为2.5%,在误差控制范围内,说明有限元强度折减法在土质边坡中的应用是能够满足实际要求的.     

基于边坡岩土体劣化破坏的临界滑移面研究

基于边坡岩土体劣化破坏机理,提出了一种边坡临界滑移面的确定方法。该方法通过有限元数值模拟对边坡岩土体进行多次弹塑性计算与应力分析,将每次计算得到的塑性破坏区内的岩土体强度用劣化后的强度进行替换,逐次劣化,直至塑性破坏区在坡体内贯通,模拟滑移面的渐进发展过程,最终确定边坡的劣化滑移面,并以该滑移面为临界滑移面计算边坡的安全系数。选取匀质和非匀质两类边坡算例,运用该方法确定边坡的临界滑移面,并将其与传统的强度折减法进行比较;同时采用矢量分析法分别计算两种滑移面的安全系数。分析结果表明,劣化滑移面由最初的塑性区逐渐扩展形成,劣化滑移面的确定方法适用于确定匀质和非匀质两类边坡的临界滑移面,其适用条件比传统的强度折减法更广;与强度折减法确定的滑移面相比,劣化滑移面更接近边坡实际的临界滑移面。     

降雨条件下尾矿库稳定性计算分析

通过相关物理力学试验,分析了尾砂的物理力学性质,用Geo-Studio有限元软件计算和分析降雨条件下尾矿坝的浸润线。通过Slide软件,用极限平衡法中的简化Bishop法和瑞典法对降雨条件下尾矿坝的稳定性进行分析。结果表明,尾矿坝在现状高程下,其坝体在正常运行、洪水运行和饱和运行工况时计算的安全系数均能满足规范要求,计算得到的稳定性滑面大多是经过坝体最底部的深度滑弧面,且滑弧面范围较大。     

露天矿边坡稳定性分析及预应力锚索加固治理方法

将极限平衡法和强度折减法相结合,以广西七〇一露天矿边坡为工程实例,运用有限差分软件FLAC3D强度折减法对边坡进行稳定性分析,求得降雨条件下边坡的安全系数以及潜在的滑移面,确定滑移模式和抗滑加固治理方案,再采用极限平衡法计算边坡的下滑力和锚索的预应力,最后运用FLAC3D强度折减法检验了抗滑加固方案的合理性和可靠性。     

库水位变化下尾矿坝的滑坡机理及稳定性分析

以歪头山尾矿库为实例,用强度折减法分析库内水位 变化对尾矿坝稳定性的影响,剖析相应滑坡机理,并与极限 平衡法计算结果进行对比,提出强度折减法的规范安全系数 标准。研究表明:尾矿坝内部浸润线随着库内水位上升而抬 高,正常水位下的浸润线最低;库内水位从正常水位上升到 洪水位和漫顶水位,尾矿坝失稳滑移方式由推移式滑坡转变 为牵引式滑坡;三维强度折减法与二维极限平衡法计算结果 较为接近,利用类比法推算出强度折减法的规范安全系数为 1.20,1.30,1.40。模拟结果可为完善尾矿库技术规范提供参 考,为矿山防灾减灾提供依据。     

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。     

复变量表示土体参数随机性的边坡稳定分析

以复变量形式表示土体各参数,将参数的不确定性用变异值表示,提出复变量表示土体参数随机性的极限平衡法,并对传统瑞典条分法和简化Bishop条分法进行改进,给出改进瑞典条分法和改进简化Bishop条分法计算公式。通过典型分层边坡进行稳定计算分析,得到最小安全系数及其可能变化范围,验证了复变量表示土体参数随机性极限平衡法中的改进瑞典条分法和改进简化Bishop条分法的正确性和可行性。     

用有限元强度折减法求算边坡安全系数初探

对非均质边坡岩体失稳用有限元强度折减法开展了初步分析研究,对已有文献提出的3条失稳判断之一进行了修正,即坡面位移矢量方向应反映相应滑面点的切线方向.结合可可托海露天矿的强度折减法实例,得到的4点初步结论是:①用有限元强度折减法计算边坡安全系数不需要事先确定滑动面的位置.②对非均质边坡在影响等效塑性区的连通方面粘结力C、内摩擦角ψ值的影响很大.③坡面位移矢量要反映相应滑面点的滑弧的切线方向.④对非均质具有断裂面的岩体用有限元强度折减法进行边坡失稳判断还有许多问题要探索.     

圆弧滑动的稳定性分析及软件实现

圆弧滑动边坡的稳定性验算最大的困难是寻找最危险的滑动圆弧,也就是确定最危险滑动圆弧的圆心位置。基于圆弧滑动面的假定,提出了一种运用模式搜索法确定边坡最危险滑动面及其对应的最小安全系数的方法。以Felle—nius条分法和简化Bishop法为基础,运用VB结合CAD的二次开发功能,编制出程序来搜索圆弧滑动边坡最危险滑动圆...     

基于Morgenstern-price极限平衡法的尾矿坝边坡稳定性分析

尾矿坝的边坡稳定性问题对矿山尾矿库的安全运行至关重要。本文利用GeoStudio软件对某尾矿坝坝体进行建模,运用Slope/W模块中的Morgenstern-price极限平衡方法,采用半正弦函数考虑土条间作用力,对尾矿坝进行边坡稳定性分析计算。通过计算,得出最危险滑弧面及最小安全系数。计算结果表明,应用GeoStudio分析尾矿坝边坡稳定具有一定的实用性和可靠性,为今后尾矿库的安全运行提供一定的指导意义。     

尾矿坝倾斜抬升超载安全度试验与数值模拟研究

针对近几年尾矿坝溃坝地质灾害频发的问题,有必要分析尾矿坝稳定状态。通过开展尾矿坝倾斜抬升超载安全度试验分析尾矿坝稳定性,并建立强度折减法数值分析模型,以极限应变判据验证倾斜抬升超载试验结果的准确性。结果表明:尾矿坝倾斜抬升超载破坏失稳是由初期坝坝脚处的点破坏向整体失稳破坏的演变过程;监测结果显示初期坝的位移大于子坝的位移,坝基的位移最小,试验尾矿坝的超载安全系数区间为1.35~1.38;超载安全度试验与数值模拟强度折减计算结果在安全系数和破坏形态两方面基本吻合,倾斜抬升超载试验方法适用于尾矿坝稳定性的研究。研究结果可为尾矿坝新建、运营、溃坝地质灾害防治提供指导。     

不同降雨量对尾矿坝稳定性的影响规律分析

降雨量的多少会影响尾矿坝的浸润线,尾矿坝浸润线的高低也是影响其稳定性的主要指标之一,因此研究尾矿坝稳定性就应该在研究浸润线影响的同时研究降雨量对尾矿坝稳定性的影响。在考虑尾矿坝原有浸润线的基础上,分别对2个尾矿坝剖面在正常水位、20 a一遇24 h最大降雨量、50 a一遇24 h最大降雨量和100 a一遇24 h最大降雨量的4种不同降雨工况下,采用极限平衡法中的瑞典圆弧法、毕肖普法和简布法3种不同的计算方法与渗流同步计算尾矿坝的稳定性,得出尾矿坝的最小安全系数与降雨量呈线性相关的关系,降雨量越大,尾矿坝最小安全系数就越小,尾矿坝越不稳定;尾矿坝面积越大,受降雨影响越大。     

某尾矿坝稳定计算成果合理性分析

尾矿坝稳定计算方法常用简化毕肖普法及瑞典圆弧法,当两者计算结果存在冲突时,应分析其合理性。通过对某尾矿坝稳定计算结果的分析,当坝基有深厚较软地层时,瑞典圆弧法不适用,故推荐采用简化毕肖普法作为尾矿坝稳定计算的主要方法。     

库区水位急剧变化对尾矿库坝体稳定的影响

尾矿库的稳定对于矿山安全生产有着重要意义,对尾矿库坝体在不同工况下的稳定性进行计算是尾矿库坝体稳定分析的主要工作。着重分析了库区水位急剧变化时坝体浸润线的变化规律及其对尾矿库坝体稳定的影响,基于二维非稳定渗流方程,通过计算得出了坝体的非稳定渗流场和坝体浸润线的变化规律,并通过Bishop简化法得出了浸润线变化与稳定性的关系。结合尾矿库工程实例,对库区水位变化不同时刻的坝体进行了渗流有限元分析,并相应对其坝体的安全系数进行了计算,提出了尾矿库安全生产在库区水位急剧变化时需要注意的问题和解决这些问题的具体措施。     

地震作用下尾矿坝稳定及加筋效果分析

基于Watanabe提出的边坡地震稳定分析方法,以某尾矿坝为例,计算分析了输入不同水平加速度峰值对坝体水平等价加速度时程、安全系数时程与潜在滑块滑移量发展过程的影响及坝体加筋的作用效果。结果表明,尾矿坝体加筋能较好地控制地震滑移,提高整体抗震能力。筋材间距的增大与设计强度的降低都会减小坝体的地震安全系数,建议设计时应针对具体情况选择合适的筋材间距与类型。     

变分法在尾矿坝稳定性分析中的应用研究

分析研究了变分法在尾矿坝稳定性分析中的应用,利用研究开发的尾矿坝二维变分分析程序对不同工况的尾矿坝进行了稳定性分析,并与极限平衡分析法进行对比,结果表明:分析结果比较接近,采用对数螺旋滑动面进行变分分析更合乎实际。     

植生袋复垦边坡在降雨入渗条件下的稳定性

对植生袋复垦边坡技术进行了详细介绍,采用极限平衡理论中的瑞典条分法、简化Bishop法对降雨入渗条件下的边坡稳定性问题进行了模拟分析。研究结果显示：在降雨入渗影响下,抗滑稳定性系数最低为1.848,明显高于规范规定的1.3,说明植生袋复垦边坡显著降低了边坡滑动趋势,边坡稳定性得到显著提高。