边坡稳定的三维极限平衡分析方法探讨

该文在现有的边坡稳定性三维极限平衡法分析的基础上,提出了一种评价边坡稳定性的三维极限平衡方法,它是二维Spencer法在三维条件下的扩展。该方法考虑了条间作用力和底滑面剪切力方向对边坡稳定性的影响,通过滑坡体三个方向的静力平衡,推导出边坡稳定安全系数的计算公式。     

用数值模拟法进行露天矿边坡稳定性分析

通过分析露天矿边坡二维有限差分模型，研究某露天铜矿边坡稳定性。所求得的结果与极限平衡法的研究结论相一致．在研究期间，为了确定地质不连续面的危险方位，进行了岩土工程测绘，在实验室测定了岩土工程性质。露天矿边坡数值模拟和极限平衡方法的分析表明，148m高的露天矿达波，采用60°总体边坡角是稳定的。     

抚顺西露天矿深大顺倾边坡失稳破坏控制措施研究北大核心

为解决深大顺倾边坡失稳破坏问题,以抚顺西露天矿为例,通过工程钻探与监测数据追踪分析方法,确定弱层赋存规律及变形边界划定;基于强度折减与反分析法,得出岩土体力学指标;运用极限平衡与三维有限差分法,分析不同内排高度与边坡稳定变化规律;采用监测数据追踪分析,对控制效果评价。结果表明:二维极限平衡与三维有限元分析结果一致性较高,内排高度为80 m时,稳定性满足安全要求,监测数据追踪分析,内排方案可实现对边坡稳定控制。     

银盘水电站左坝肩边坡稳定性分析与研究

乌江银盘水电站坝址左岸开挖边坡最高达约160 m,高边坡稳定为坝址的主要工程地质问题.左岸边坡划分为左坝肩斜交顺向坡、下游斜交坡及厂房尾水渠边坡,其中左坝肩边坡稳定性相对较差.左坝肩边坡岩体以页岩、砂岩为主,发育多个层间剪切带,与裂隙组合,边坡可能发生不同规模的块体滑移失稳.在以二维刚体极限平衡分析的基础上,采用全空间赤平投影分析,得到边坡的可移动块体及其运动模式,在三维效应明显时进行三维补充分析计算.通过二维极限平衡、三维数值分析表明,边坡开挖后的稳定系数小于1.0,边坡将局部失稳,通过采用联合加固措施,可保证边坡安全系数达到设计要求.在边坡实际开挖施工过程中,总体上局部不稳定块体通过处理后,边坡整体稳定是有保证的.     

基于强度折减法的边坡稳定性分析

为了评价某山坡露天矿边坡的稳定性,应用有限差分强度折减法,对该矿山人工边坡的稳定性进行了计算分析,并与传统的极限平衡法的计算结果进行了对比。结果表明,由于有限差分强度折减法克服了极限平衡法未能考虑材料本构关系的不足,因而更能实际的模拟边坡计算模型,更客观的分析边坡的稳定状态,求得的边坡安全系数更为合理。     

基于强度折减技术的边坡稳定性及其影响因素分析

为修正边坡稳定性分析中极限平衡法的缺点,引入基于强度折减技术的有限单元法.分别介绍了有限单元理论与强度折减法技术.失稳判据是分析边坡稳定性的关键问题,目前强度折减有限元法中主要有三种判据,同时得到边坡安全系数.通过算例,与传统极限平衡法计算结果相比较,结果表明基于强度折减技术的有限元法分析边坡稳定性及其影响因素敏感性是町行的,计算精度满足工程要求,为边坡的支护治理设计提供重要依据.     

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。     

强度折减法和极限平衡法进行边坡稳定分析的对比

应用极限平衡法和有限元强度折减法,对三边坡算例进行了稳定性分析。算例表明由此求得的边坡滑动面位置形状接近,计算的安全系数接近。极限平衡法中,简化毕肖普法和不平衡推力法的计算结果最为接近;而基于强度折减的拉格朗日差分方法分析土坡稳定性,不仅对简单均质边坡,而且对复杂的多层边坡和有支护加固的边坡,都是可行的。     

露天矿顺层软岩边坡开挖变形特征与参数优化研究

针对露天矿含水软岩边坡在成坡后出现的蠕滑变形与顺层失稳问题,为确定极限稳定边坡角,以东明露天矿南端帮边坡为研究对象,在工程地质勘查与力学实验的基础上,采用有限差分计算程序FLAC3D研究了地下水作用下顺层软岩边坡的变形破坏特征,然后采用极限平衡法对比分析了地下水对边坡稳定性的影响程度,最后结合有限元强度折减法对边坡角进行优化设计。研究结果表明,地下水对东明露天矿南帮边坡稳定影响程度明显,考虑地下水作用时软弱岩层面位置的稳定系数比正常情况下低20.73%,综合考虑以上因素,最终确定南帮极限稳定边坡角为22°。基于有限元法和极限平衡法相结合的边坡参数优化设计方法,能够科学可靠地确定极限稳定边坡角,对于类似软岩矿山边坡角优化具有借鉴意义。     

三维滑体长度的探讨

<正> 一、引言分析边坡稳定性的最基本方法是极限平衡方法,它的基本出发点是以安全系数作为衡量边坡稳定性的指标,然而在计算安全系数时有一个最基本的假设,即滑体的长度(沿坡肩方向的长度)为无限长,见图1中的B,可以取单位长度的边坡进行分析。这样的分析方法没有考虑沿坡肩方向的作用,是一种二维的分析方法,传统的极限平衡方法,如Fellenius法、Bishop法、Ja-nbu法、Morgenstern和Price法、spenc-er法、Sarma法等,均属于二维分析方法,尽管这些方法有许多不同之处,但对同一问     

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...     

极限平衡法与有限元强度折减法在露天矿边坡稳定性分析中的应用对比

阐述了极限平衡法和有限元强度折减法两种边坡稳定性分析方法的基本原理,采用Slide 6.0和Phase2 8.0两款软件对某露天矿西部边坡的稳定性进行分析,对比极限平衡法与有限元法计算出的安全系数。计算结果显示,两款软件计算出的安全系数接近,有限元法为1.0,极限平衡法为1.04~1.06,安全系数均达不到该边坡所要求的最低安全系数1.25,必须对边坡加固。根据软件数值分析出的滑移面用长锚索进行加固,加固后边坡安全系数为1.25~1.41,达到西部边坡的安全要求。经过对边坡稳定性的分析发现,极限平衡法和有限元法计算的安全系数均符合实际工程情况,适用于相似边坡的稳定性分析。     

结构面影响下的岩质边坡稳定性计算方法探讨

岩质边坡的稳定性主要受岩体内结构面的控制,研究含节理岩质边坡的稳定性分析方法具有重要的理论意义和工程价值。以工程实例为背景,首先,基于现场测试和室内试验,给出了岩石和结构面计算参数的取值过程和方法;其次,基于强度折减理论,运用FISH语言编写了强度折减程序,并把其推广应用到Ubiquitous-Joint模型中;再次,提出了用薄层材料来模拟结构面,进而运用极限平衡计算出结构面作用下边坡安全系数的方法。最后,分别运用有限差分法、离散单元法和极限平衡法计算了含1组优势结构面的岩质边坡的稳定性,计算结果显示3种方法计算的边坡安全系数以及潜在破坏模式具有一致性。研究成果为类似工程边坡的稳定性评价提供了有效的方法。     

甲基卡锂辉石矿露天边坡稳定性研究

针对康定甲基卡锂辉石矿东南西北4个方位形成的高度不等的露天边坡的安全稳定问题,在开展现场工程地质调查、对边坡工程地质进行岩组划分、分区和对各个分区的破坏模式进行总结的基础上,采用极限平衡分析方法、二维有限元数值模拟分析以及强度折减法对设计情况下露天边坡稳定性进行分析。通过对2个分析剖面、3个边坡稳定性分区在3种工况下边坡稳定性的极限平衡分析得出,边坡整体安全系数均大于许用安全系数1.20、1.15和1.10,并运用二维有限元数值模拟分析得出,强度折减法计算的安全系数与极限平衡分析法的结果相近,边坡的滑动模式与极限平衡分析采用的边坡滑动模式一致,证明极限平衡分析的结果具有可靠性。最后得出在现有设计情况下甲基卡锂辉石矿露天采场最终境界边坡整体是稳定的,现有台阶坡角较为合理。     

爆破动力荷载下边坡稳定性的时程分析

针对露天矿开采过程中,爆破开挖作业对最终边坡稳定的影响问题,采用动力有限元法分析爆破过程中边坡的稳定性随时间变化情况。首先建立矿山边坡的二维有限元模型,利用有限元强度折减法求解,得到边坡的最危险滑动面及折减安全系数;再根据得到的最危险滑动面,重新建立边坡和炸药的三维实体模型,布置爆破孔网参数并设置各个炮孔的起爆时间,通过LS-DYNA大型动力有限元程序,求解边坡在炸药爆炸后30 s时间内的动力响应过程。结合极限平衡法和动力有限元法计算结果,计算边坡在同时起爆方式下每一时刻的安全系数。提出应根据边坡时程安全系数及边坡滑面单元是否同时发生整体破坏等条件综合评价边坡稳定性。数值模拟结果能够动态显示爆破过程中边坡的应力、应变状态,计算结果与极限平衡法计算结果接近,可以为露天矿爆破设计提供参考。     

金堆城露天钼矿某剖面处边坡稳定性的不确定性方法分析

确定性分析方法无法解释边坡安全系数处于安全值时出现结构失稳的状况,因此不确定性分析方法在边坡稳定性评价方面逐渐被广泛应用。提出基于可靠度理论的边坡不确定性分析方法,并对金堆城露天钼矿南帮9-9剖面处边坡体进行边坡稳定性分析。首先采用拉丁超立方蒙特卡洛抽样技术选取样本参数,然后用二维有限差分法对安全系数和失效概率进行求解,最后对计算结果进行Z假设检验。结果表明,在置信度为95%的情况下,边坡的安全系数是大于1.3的,此时边坡处于稳定状态。     

基于有限元极限平衡法的岩土结构稳定分析

边坡失稳是一种严重的地质灾害,土压力与地基承载力问题也可采用边坡稳定分析思想进行分析,因此边坡的稳定分析研究至关重要。目前,针对边坡稳定性的分析方法大都存在一些不足,刚体极限平衡法需要引入一定假定条件才能求解;有限元强度折减法在某些情况下可能会存在违背材料自身性质;有限元极限平衡法则可以避免上述问题,该方法理论上可用于任何工况下土体结构的稳定性分析。基于此,本文对传统极限平衡理论进行了扩展,并对土体内某一点的极限平衡状态与土体沿整个滑动面的极限平衡状态之间的关系进行了探讨,进而定义了土体沿滑动面的安全系数,以此作为土体整体与局部稳定性评价标准。将有限元极限平衡法用于土力学三大经典问题的分析,结果表明有限元极限平衡法具有可行性。     

露天矿含断层与顺倾弱层群边坡形态分段优化研究

针对横采内排追踪压帮条件下露天矿含断层与顺倾弱层群边坡稳定性分析与形态设计难题,顾及露天矿层状边坡垂直方向上的地层岩性、工程发展过程中的服务时间、要求的稳定程度等方面的差别以及深部边坡稳定性的三维效应,以胜利东二号露天煤矿首采区南帮为工程背景,采用二维极限平衡法与三维数值模拟相结合,对露天矿含断层与顺倾弱层群边坡形态进行了分区段优化。研究表明,胜利东二号露天煤矿边坡稳定性主要受坡体内一系列顺倾弱层控制,断层可能作为滑体的边界,其潜在滑坡模式为以圆弧或断层为侧界面、以弱层为底界面的切层-顺层滑动或切层-顺层-鼓胀破坏|随着追踪距离的增大,边坡的破坏模式由浅部大范围破坏逐步过渡为深部破坏,是深部边坡稳定性下降的根本原因|分段优化后的边坡应划分为三个阶段,整体边坡角14°,横采工作帮与内排土场间的追踪距离应为50m。     

含缓倾软弱夹层矿山高边坡滑动面位置与空间形态反演

滑动面确定是边坡治理中的关键问题,传统的勘探技术在滑动面勘测识别确定过程中往往存在耗时、耗力、对坡体造成损伤、具有安全隐患等问题。为克服传统滑动面确定方法的局限性,以四川黄山含缓 倾软弱夹层石灰石矿山高边坡为例,在边坡应急治理条件下,基于工程地质分析法、空间解析几何法、极限平衡法及强度折减法的综合应用,提出了一种以工程地质分析法为前提判断,空间解析几何法与极限平衡法 为计算分析手段,强度折减法为检验保证的滑动面反演方法。首先根据工程地质分析判断出边坡整体及局部的破坏模式,其次利用空间解析几何法确定了滑坡体前后缘位置滑动面的空间形态,最后采用极限平衡法对 边坡稳定性系数反复试算,进而反演出滑动面的具体位置,并基于有限元强度折减法对滑动面反演结果进行了分析验证。结果表明：边坡整体沿软弱夹层滑动,前后缘位置为圆弧滑动破坏,滑动面位于775 m平台到软 弱夹层垂直距离为26 m的位置;有限元强度折减法计算的边坡稳定性系数为1.00,与滑动面反演结果基本一致,验证了该方法的可行性和准确性。研究结果为边坡滑动面的确定提供了一种新思路,对于类似边坡滑动 面快速识别与确定及危岩体的应急治理具有一定的借鉴意义。     

露天采场高陡岩质边坡流固耦合稳定性研究

运用有限单元法,建立了平川铁矿露天采场高陡岩质边坡仿真模型。在分析了露天采场地下水渗流机理的基础上,建立了渗流场和应力场的两者耦合模型,对露天采场高陡岩质边坡进行了有限元二维渗流场-应力场耦合稳定性计算。采用强度折减法,对整个露天采场区域典型边坡剖面进行了稳定性分析,并给出了安全稳定系数。对有限单元法计算结果与极限平衡法计算结果进行了比较,两者计算出的边坡稳定性系数较为吻合,边坡破坏的剪出口是一致的,破坏曲线也较吻合。