基于综合安全系数的强度折减法的改进

在边坡失稳破坏过程中,黏聚力c和摩擦角所起的作用是不相同的,边坡双安全系数虽然体现了c和安全储备的不同,但其强度参数折减过程具有盲目性,并且在衡量边坡稳定性方面缺乏统一的标准。根据Mohr-Coulomb屈服准则,基于强度储备原理,提出综合安全系数;对土的软化过程进行推导,得到c和折减系数之间的关系;利用FLAC^3D中的fish语言编写自定义非等比强度折减程序,分析了不同强度参数折减比下边坡的稳定性。研究表明：①提出的综合安全系数消除了双安全系数在评价边坡稳定性方面的不确定性;②在黏土边坡失稳破坏过程中,黏聚力c所起的作用大于摩擦角;③改进的强度折减法克服了传统强度折减法无法考虑滑动面土体劣化过程等问题。     

强度折减法在边坡稳定性中的对比分析

强度折减法在边坡稳定性分析中得到了广泛的应用,关于折减系数的选取有多种方法,但是哪种方法更合理、可靠没有定论。在详细分析各折减方法基本原理的基础上,结合具体算例,首先分析了等比例折减下不同坡比的边坡安全系数变化规律,其次分析了等比例折减法和不同双强度折减法计算边坡稳定性的差异,同时对比分析了不同安全系数定义下的边坡稳定性情况。研究结果表明:双强度折减得到的临界滑动面范围要比等比例折减的范围大,而在不同安全系数定义中采用c-tanφ曲线分析得到的结果比其它定义方法得到的结果物理意义更明确、更符合边坡实际情况。     

基于ANSYS模拟的边坡稳定性影响因素分析

逐一分析边坡稳定性的影响因素,在ANSYS模拟时利用强度折减,得出在仅改变这一参数时相应的安全系数,应用图表直观地反映了安全系数与这一参数的变化情况。并得出以下结果:容重、边坡高度以及边坡角度增加时边坡稳定性降低;粘聚力与内摩擦角增加时边坡稳定性增加;容重、边坡高度、边坡角、粘聚力、内摩擦角这5个参数对边坡的稳定性影响显著;弹性模量与泊松比对边坡稳定性的影响无明显的单调趋势,对边坡稳定性影响较小。     

基于ABAQUS的坡地边坡稳定性影响因素敏感性分析

为研究边坡体物理、力学参数对边坡稳定性的影响。结合某边坡工程实例,选取弹性模量、黏聚力、内摩擦角、重度、泊松比5个典型影响因素进行分析,通过SPSS数据分析软件设计正交实验,获得影响因素不同水平组合的实验组,运用大型通用有限元软件ABAQUS建立边坡模型,采用强度折减法进行数值模拟计算,获取边坡安全系数。将安全系数作为边坡稳定性评判标准,对实验结果进行极差分析,并将极差分析结果确定的因素敏感性与层次分析法确定的影响因素权重大小进行比较,最终得出2种分析方法计算得出的各因素敏感性大小基本一致。结果表明:同一边坡在工况相同时,黏聚力对边坡稳定性的影响最大,其次是内摩擦角,重度与泊松比次之,弹性模量的影响最小。     

基于ABAQUS的边坡稳定性影响因素分析

为了分析不同因素与边坡稳定性的相互关系,借助了ABAQUS有限元模拟软件通过强度折减法,采用控制变量的方法建立了仿真模型,分析了弹性模量、容重、边坡高度、坡面角、粘聚力以及内摩擦角单因素变化对边坡稳定性的影响,得到了不同参数下安全系数随影响因素数值变化的规律。计算结果表明:弹性模量的变化对边坡的稳定性影响不大,岩土的容重、边坡高度和坡面角与边坡安全稳定系数呈线性负相关,岩土的粘聚力和内摩擦角与边坡安全稳定系数呈线性正相关。     

黏土边坡稳定性分析方法优选研究

考虑公路工程施工过程中常遇见黏土边坡,针对黏土材料特殊性质,采用多种方法对边坡稳定性状态进行分析,优选出黏土边坡稳定性计算方法.通过对比计算结果,发现黏土边坡中黏聚力发挥的作用程度大于内摩擦角,折减比例K选取[1.1,1.4]进行计算较为合理,不同折减方式计算的安全系数均在1.3左右.为反映计算过程强度参数演化规律,在...     

石头坪黄土高边坡稳定性的可靠度及敏感性分析

以兰州金城公园二期石头坪景区东侧典型边坡为研究对象,将边坡土体物理力学参数视为随机变量,采用蒙特卡洛随机抽样法及极限平衡法,分析了天然工况和暴雨工况条件下边坡的可靠度指标、失效概率,也分析了边坡安全系数对参数(c,φ,γ)的敏感性。结果表明:暴雨工况边坡可靠度指标明显低于天然工况,失效概率比天然工况明显增大;边坡的安全系数对土体的内摩擦角φ最敏感,粘聚力和重度γ次之,且与土体的内摩擦角φ、粘聚力c呈正相关关系,而与土体重度γ呈负相关关系。综合分析,两种工况边坡均处于稳定状态,适宜景区建设。     

基于强度折减法的节理岩质边坡支护稳定性分析

对于岩质边坡,强度折减系数法在边坡开挖计算中便采用降低的岩体参数,初始地应力计算和边坡初始状态不同,计算过程与强度安全系数定义不一致。提出了改进的强度折减系数法,充分考虑了岩质边坡初始地应力的影响,所得到的安全系数更加符合实际,并以四川九架棚大桥节理岩质边坡稳定性分析为例,采用改进的强度折减系数法对该边坡稳定性进行了分析。采用文中方法对九架棚大桥理县侧节理岩质边坡锚杆支护稳定性进行分析,分析结果表明,采用锚杆支护后的节理边坡塑性区分布较小,安全系数为1.2,支护后的岩质边坡处于稳定状态。     

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。     

基于强度折减法的公路边坡稳定性分析

强度折减法是边坡稳定性分析中重要的方法之一,在岩土工程领域应用广泛。为分析边坡土层性质对其稳定性影响,基于强度折减法采用有限元软件对不同土层条件下公路边坡稳定性进行研究。结果表明,随强度参数内摩擦角和黏聚力降低,边坡稳定性逐渐降低,且边坡稳定性对内摩擦角变化更为敏感。     

煤体强度对煤壁稳定性的影响研究

在特殊地质条件下,对大采高工作面维护煤壁稳定使用改变采高、提高支架阻力等手段效果不明显,因此,从提高煤体强度的角度对煤壁稳定性展开研究。基于莫尔-库伦准则对大采高工作面煤壁稳定性进行理论分析,揭示了煤体强度与煤壁受力的关系|利用数值模拟软件对煤体强度有差异的煤壁稳定性进行规律总结,最后利用相似模拟实验模拟验证数值模拟结果。结果表明：煤壁的拉裂和剪切破坏都与煤体自身物理力学性质有关,煤壁发生破坏时的极限垂直应力与内摩擦力及内聚力均成正比关系,其中内聚力对煤壁稳定性的影响效果最为明显,内摩擦角对其影响相对较小,煤体强度的增大对煤壁稳定性有显著的影响|在相似模拟实验中,内聚力增大1.0MPa时,煤壁发生破坏的临界压力增加1.64MPa,破坏高度减小1.7m,破坏深度减少0.7m。     

不同开采条件下露天矿火烧区边坡参数优化研究

针对弃采高变质煤和全煤层开采条件下火烧区边坡不稳定的问题,以别斯库都克露天煤矿KT3剖面为例,对边坡参数进行优化分析,采取不同的边坡参数调整方案后,进行边坡参数修正后的稳定分析,计算结果表明边坡稳定系数达到安全储备系数的要求,研究结果为露天煤矿安全开采和边坡综合治理提供科学指导。     

不同倾角采动边坡移动变形特征及稳定性分析

为了研究采动对不同倾角的坡体稳定性影响,基于FLAC3D数值模拟,分析了不同倾角的采动坡体位移变形情况。运用强度折减法计算出煤层开挖前后不同倾角的坡体安全系数,并对坡体稳定性进行了分析。研究表明:坡体倾角越大,受采动影响及位移越大,不同倾角下最大垂直位移均集中在坡脚处,最大水平位移随坡体倾角增大向坡顶转移;坡体倾角越大,安全系数越低。煤层开采后,最大安全系数为30°坡体时的1.22,最小安全系数为75°坡体时的0.73。;坡体倾角大于60°时,采动坡体处于易失稳状态,应采取必要的边坡防治措施。     

基于渗流作用下含断层的露天矿边坡稳定性的数值模拟研究

为研究含断层露天边坡在渗流作用下的稳定性问题,本文采用 FLAC3D 数值模拟技术构建断层作用下的滑体力学模型,获得顺倾层状边坡分条稳定系数表达式,进而对渗流作用下含断层边坡稳定性的数值模拟分析。所得研究结果明确：岩体强度的弹性模量、内聚力、内摩擦角和岩体抗拉强度等4种影响因素进行敏感性分析,通过分析这4种因素在不同工况下边坡的位移、应力、应变和安全系数,得出了各参数的敏感性分析曲线。从敏感性分析曲线可知,岩体的内聚力对边坡稳定性的影响最大,弹性模量对边坡稳定性的影响最小。开挖不同阶段边坡稳定性的主要影响因素存在差别,其中,前期以断层为主,后期则逐渐转化为渗流作用。该研究为今后露天矿边坡稳定性分析提供了科学依据,对于边坡稳定性分析具有重大的工程实际意义。     

基于岩体损伤模拟的露井联采边坡稳定性

岩体是具有初始几何损伤的多裂隙介质,露天和井工开采导致应力场发生改变,进而节理扩展,损伤增加,强度降低。根据Kawarnoto损伤张量概念、等效应变原理及断裂力学理论,对安太堡煤矿露井联采条件下的节理岩体损伤演化进行了模拟,得到了边坡岩体在露采与井采时损伤张量的时空分布演化特征。建议应用反映采动效应的损伤张量或截面损伤度作为岩体扰动参数,根据岩体质量分类RMR值,确定Hoek-Brown强度参数m和s,体现了岩体强度的各向异性和时空变化。应用到安太堡煤矿露井联采条件下的边坡稳定性分析中,安全系数为1.89~2.32,说明发生剪切破坏的可能性较小,边坡岩体的破坏主要由井工采空区坍塌引起。     

端帮压煤井工开采下采高对坡体稳定性的影响研究

为探究端帮压煤井工开采采高对边坡稳定性的影响,本文通过FLAC3D数值模拟软件,探究采高对临界状态下坡体水平位移、潜在滑移面以及边坡安全系数的影响。结果表明:坡体中最大水平位移均出现在4号煤层与坡面相交处,随着采高的增加坡面监测点的水平位移均有小幅下降;坡体中出现两条潜在滑移面,一条滑面从坡脚处起始后贯穿至,另一条从4号煤层与坡面相交处起始后贯穿至坡顶;边坡安全系数随采高的增加而呈线性规律降低。采高为6m时,边坡安全系数依然大于1.2的中长期边坡稳定性要求,边坡处于稳定状态。因此,该矿可在边坡稳定性要求满足的条件下将9号煤层全部采出。     

考虑张拉-剪切复合破坏的离散元强度折减法在边坡稳定性分析中的应用

在离散单元法的理论基础上,将强度折减法用于边坡的稳定性评价中,从而克服了基于连续介质理论分析方法的不足。结合边坡的破坏模式,提出了考虑张拉-剪切复合破坏的离散元强度折减法,基于Fish语言,在颗粒流软件PFC 3D中编写并实现了离散元强度折减法。通过对相应细观参数的折减,采用临界位移及特定平均不平衡力比率作为边坡失稳与否的判据,对边坡的稳定情况及破坏演化规律进行分析。结合水厂铁矿高陡边坡实例,得到边坡的安全系数为1.575,其破坏是微裂纹由坡脚向坡顶逐渐发展贯通所致。     

露-井联采下煤层倾角对边坡稳定性影响规律研究

随着我国煤矿井下支护技术和设备的快速发展,利用井工开采露天煤矿端帮呆滞煤技术也日渐完善,为了研究不同煤层倾角条件下,露-井联采叠加扰动对露天煤矿端帮边坡稳定性的变化规律,依据煤层赋存条件及开采方式将端帮边坡下煤层倾角分为水平、水平、顺倾、逆倾3种类型,采用理论推导分析井工开采对端帮边坡的破坏原理,根据安家岭露天煤矿的岩体力学参数建立数值模型,通过数值模拟方法从端帮边坡的高应力区分布、变形破坏程度和破坏范围3个方面进行研究,得出露天煤矿端帮相同开采工艺、不同煤层倾角条件下边坡稳定性变化规律。结果表明:煤层倾角越大,工作面两侧高应力区影响范围越大,合理控制开切眼位置与边坡面的距离,可避免井采高应力区对边坡稳定性的影响;端帮下煤层倾角越大,井工开采后边坡的破坏范围越大;煤层为顺倾赋存状态时的对边坡的破坏程度大于水平赋存状态,而逆倾赋存状态破坏程度小于水平赋存状态;端帮下煤层顺倾状态不利于边坡稳定,煤层逆倾状态有利于边坡稳定。