强度折减法在含软弱结构面岩坡稳定性分析中的应用

将强度折减有限元法与ABAQUS软件相结合,对含有软弱结构面的岩石边坡进行了模拟,利用软件的后处理功能显示塑性应变和塑性区的开展情况,以此作为含软弱结构面岩坡失稳的评价依据。通过分析岩坡中软弱结构面的贯通率、几何位置、结构面间的岩桥长度等因素对边坡破坏模式及安全系数大小的影响,证明了软弱结构面是控制岩质边坡破坏的主要因素。算例的模拟分析说明,ABAQUS软件能够较为准确地预测含软弱结构面的岩质边坡潜在破坏面的形状位置,对于复杂的岩质边坡的稳定性分析具有是实用性。     

矿山边坡软弱夹层赋存状态及蠕变特性对边坡稳定性影响研究

含软弱夹层的露天矿山边坡是一种广泛存在的地质体,其弱强度的夹层岩土体更易导致边坡发生滑坡失稳。然而,目前对含缓倾软弱夹层矿山边坡的研究不够系统深入,且缺乏对其的长期稳定性分析研究。本研究依托某典型的含缓倾软弱夹层露天矿山边坡,系统分析了软弱夹层赋存状态多因素影响下边坡的位移变形演化规律及破坏模式;借助能描述软弱夹层蠕变特性的 Burgers 本构模型,深入探讨了含软弱夹层矿山边坡的长期稳定性。研究结果表明：弱强度参数的缓倾软弱夹层对边坡稳定性也会产生显著影响,软弱夹层的倾角和埋藏深度会明显影响边坡滑裂带位置,且在临界破坏时沿软弱夹层形成完整的贯通滑面;软弱夹层的蠕变特性降低了边坡的长期稳定性。研究成果将为分析此类矿山边坡的工程问题提供借鉴。     

考虑多级采动效应的边坡失稳过程研究

应用RFPA强度有限元软件建立连续开挖模型和一次开挖模型,对比不同开挖模式下多级边坡损伤机理和损伤过程,分析多级边坡多次采动过程中局部化岩体损伤、破坏、失稳过程,再现了多次采动影响下多级边坡局部失稳效应。结合金川集团石英石露天矿多级边坡现场监测数据进行分析,在强度折减的过程中引入连续采动,实现真正意义上的强度折减和采动效应,使得数值模拟破坏机理和破坏过程与实际破坏过程更为接近。主要表现在一次开挖和连续开挖只是在时间步骤、空间位置、多级边坡结构稳定性分析上不同,其损伤过程、损伤机理基本保持一致。多级边坡连续开采在时间、空间效应的影响下主要以局部失稳破坏为主。     

顺层岩质边坡变形破坏规律的分析

使用RFPA边坡版有限元分析程序分析含软弱结构面的顺层岩质边坡的变形破坏情况。结果表明，边坡的破坏主要是沿滑动面附近的软弱结构面萌生并扩展，含多组软弱结构面的顺层岩质边坡下沉曲线具有呈阶梯式变化的特征。这对在安全位置监测边坡位移变化从而了解整个边坡的变形破坏有积极意义。     

间歇性动态剪切作用下泥质夹层剪切流变特性

动力反复扰动作用是驱动岩体渐进失稳的重要影响因素,为研究爆破振动对岩体软弱结构面的影响,进行了动态剪切力间歇性循环作用下泥质软弱夹层的扰动流变试验,对比分析了试样的单纯剪切流变、单纯循环动态剪切和间歇性动态剪切作用下流变变形特征。研究表明,软弱夹层试样在流变过程中,受动态剪切力间歇性循环扰动时,若初始剪应力水平和动态循环剪切应力峰值均较低,动力扰动对试样流变过程可能无明显的影响。而若初始剪应力水平较接近其剪切强度时,微弱且长期作用的动力扰动也可以加速其流变变形过程。循环动态剪切间歇性扰动作用下试样最终发生流变破坏时,存在一应力状态门槛值,该值由静态剪应力和动态剪应力峰值之和确定。对于受泥质夹层等流变性软弱结构面控制且受爆破振动长期影响的岩质边坡,应进行瞬态动力稳定性和长期动力稳定性的综合评价。     

含软弱夹层凝灰岩滑坡稳定性计算——以松阳县呈田滑坡为例

含软弱夹层凝灰岩边坡受降雨影响诱发的滑坡一直是浙江省内公路边坡防治的主要对象。为进一步理解不同软弱夹层强度弱化模式对滑坡稳定性的影响,选取典型凝灰岩滑坡——浙江省松阳县呈田滑坡,采用Midas GTS NX有限元软件的强度折减法进行不同降雨条件下的滑坡变形分析,同时引入软弱夹层强度“S”型曲线弱化模型,并优化考虑裂隙水压和渗流力的耦合模型,对比讨论滑坡的稳定系数演化特征。结果表明,滑坡的变形迹象与数值模拟结果得到相互印证,随着降雨持续,变形带由后缘夹层不断向前缘演化扩展;强降雨导致富含黏土矿物的软弱夹层强度弱化是该滑坡失稳的主要原因。通过对比不同方式计算的边坡稳定系数,采用考虑软弱夹层强度“S”型曲线弱化模型计算的滑坡稳定系数随着后缘裂隙水头高度和结构面强度软化阶段表征参数(λL)的增加而快速减小,突出了滑坡变形失稳演化的时间效应,其更适用于滑坡风险评价工作;而采用极限平衡法计算的滑坡稳定系数,突出了计算结果的唯一性,适合于以安全为前提条件的滑坡抢险的风险决策。     

弱层控制顺层岩质边坡稳定性及破坏模式分析

为了分析软弱层强度弱化过程中该类边坡稳定性的变化规律及降雨作用下边坡的失稳模式,采用GeoStudio建立分析模型,选取滑带土强度弱化过程中具有代表性的4组特征参数,分析了滑带土强度弱化过程中边坡的稳定类型,并对降雨过程中边坡内的渗流情况、边坡稳定性的变化规律及失稳时滑带的最大剪应变特征进行分析。     

基于RFPA-Centrifuge的顺层边坡稳定性数值试验分析

基于离心加载法的原理,应用岩石破裂过程分析RFPA2D软件对某露天矿边坡的变形及破坏过程进行了数值试验研究,再现了边坡失稳的动态过程。根据数值试验所得出的模拟结果,分析得出了该边坡最危险滑动面的形成机制。为边坡失稳的预测及防治提供科学依据。     

离心加载法在边坡稳定性分析中的应用

基于离心加载法的原理,应用RFPA-Centrifuge软件对某露天矿边坡的变形及破坏过程进行了数值试验研究,再现了边坡失稳的动态过程。根据数值试验所得出的模拟结果,分析得出了该边坡最危险滑动面的形成机制,为边坡失稳的预测及防治提供科学依据。     

西露天矿边坡失稳影响因素分析

针对西露天矿长年开采、矿震影响造成的边坡滑坡失稳现象,引入安全系统工程中的事故树分析方法,通过现场踏勘和资料调研,构建西露天矿边坡失稳的事故树模型.研究表明:能够引起边坡失稳的最小割集有１３２个、不发生失稳的最小径集有２个,边坡失稳的概率极大.在２０个基本事件中,雨水、循环冻融和软弱夹层的存在是边坡失稳的关键因素,结合数值分析发现软弱夹层在强度软化过程中,边坡可能出现沿上、下不同软弱夹层产生失稳,其边坡稳定性尤其对上软弱夹层的内摩擦角十分敏感.雨水入渗边坡的过程中,边坡表面的基质吸力、体积含水率不断增大,导致表面容重增大,同时水对岩石的软化作用均不利于边坡稳定,相关结论可供露天边坡灾害治理参考.     

饱水黄土基底排土场地质力学模型试验研究

为了揭示排土场边坡的变形机理和潜在病害的发展规律,采用地质力学模型试验方法,以黑岱沟露天矿黄土基底排土场作为研究背景,完成了分级填筑模拟排土边坡增高过程,并进行了地下水入渗基底软弱黄土层的模拟试验。介绍了饱水黄土基底排土场的相似物理模拟方法,采用底部注水的方式模拟地下水入渗基底软弱黄土层对边坡稳定性的影响,研究了分级填筑、软弱基底以及饱水条件下黄土基底排土场边坡裂缝开展和发育特征以及边坡破裂面的空间形态特点。研究表明,随着排土高度的增加,主要变形由淤泥质黄土上部坡体向临空方向的压剪变形为主,逐渐转变为天然黄土上方坡体竖向沉降为主,并且黄土基底含水量的持续增加会直接引起边坡的破坏失稳,变形模式为后缘依附淤泥质黄土与天然黄土(水坑边缘)分界面的整体滑动。     

流固耦合作用下含缓倾软弱夹层边坡稳定及参数敏感性研究

含缓倾软弱夹层岩质边坡中,存在应力场、渗流场等多场相互作用。由于不同区域缓倾软弱夹层形成的地质条件和组成成分不同,导致软弱夹层力学参数各异,在渗流场和应力场耦合作用下软弱夹层力学性质相对于自然状态亦会产生变化,因此流固耦合作用下缓倾软弱夹层参数特征的研究成为边坡稳定性分析与治理工作中需要进一步研究的问题。为探求流固耦合作用下含缓倾软弱夹层典型相关参数对岩坡稳定性的影响程度,以四川省金顶黄山石灰石矿山边坡为研究对象,基于强度折减法和流固耦合理论对边坡进行稳定性分析,选取软弱夹层倾角、厚度、内摩擦角及黏聚力设计正交试验,并采用极差分析和单因素分析法对各参数在边坡稳定性分析中的敏感性进行研究。研究结果表明:在流固耦合作用下,软弱夹层厚度越大、黏聚力越高,边坡稳定性不一定越好;软弱夹层倾角越小、内摩擦角越大,边坡越趋向于稳定。     

软弱夹层对露天矿边坡稳定性的影响

软弱夹层或软弱结构面的存在,引起边坡蠕动变形破坏,威胁露天矿边坡稳定。通过探讨含软弱夹层边坡的破坏机理,分析含软弱夹层边坡的破坏形式,并结合矿山实际情况,运用ANSYS软件,建立含有软弱夹层的露天矿边坡体模型,并通过有效数据进行分析,确定该露天矿边坡体是否稳定,从而确定软弱夹层对露天矿边坡稳定的重大影响。在工程实践中,应详细查明软弱层位置,提早制定有效的边坡防护措施。     

露天煤矿顺层边坡变形失稳控制对策研究与实践

顺倾岩层作为影响边坡稳定的重要因素之一,长期困扰着露天矿安全生产,当边坡内部赋存有软弱岩层时,边坡稳定问题将更加突出。以平朔矿区安太堡露天矿南帮边坡变形失稳控制工程为例,采用数值分析、极限平衡分析与变形监测相结合的方法,针对含弱层顺层边坡的变形失稳破坏模式及内排压脚治理措施的可行性进行了研究,并进行了工程适用性验证分析。研究与实践结果表明,内排压脚措施成本低、见效快,对于控制露天矿边坡稳定具有明显的适用性。     

RFPA2D在内排土场边坡稳定性分析中的应用

利用东北大学岩石破裂与失稳中心开发的岩石破裂过程分析系统RFPA2D,对宝日希勒露天煤矿内排土场的边坡稳定性进行数值模拟分析,直观地得到了坡体的滑移破坏面,采用强度折减法模拟了岩体变形、破坏,直到边坡岩体发生滑坡的整个过程。算例的模拟分析证明RFPA2D能够较为准确地预测边坡潜在破坏面的形状与位置及相应的稳定安全系数,对于复杂的边坡稳定性分析是非常实用的。     

海南铁矿岩质边坡滑动面强度分析

<正> 在岩石边坡稳定性分析中,正确的确定滑动面强度,对于提高工程的可靠性、经济性具有重要意义。滑动面强度是综合强度,它主要由岩体抗剪强度和弱面抗剪强度所组成。因为滑动面包含有无数条节理面、软弱结构面、岩石剪切面。滑动面的性质是由地质条件所决定,起主要作用的是节理面、软弱面。一般滑动面宏观来看可能是全部穿过节理面或者是剪断完整岩体;实际上全部穿过节理面的滑动面也含有剪断完整岩体部     

含软弱夹层边坡地震动力响应及变形破坏机制研究

为探究地震对含软弱夹层矿山边坡稳定性的影响,通过 FLAC3D 软件 分析了地震作用下含软弱夹层边 坡的水平和竖直加速度动力响应特性,以及软弱夹层的存在及其厚度对边坡 动力响应特性的影响,并利用拟静力法 分析地震加速度对边坡稳定性的影响,最后采用动态强度折减法并结合拟静 力分析、地震动力响应特性分析含软弱 夹层边坡在地震作用下的失稳模式与破坏机理。 研究结果表明:① 在坡体 中上部,水平和竖直加速度迅速增大,表现 出高程放大效应,在同一高程水平上,坡面加速度大于坡内,表现出趋表效应 。 ② 薄软弱夹层对边坡整体的动力响应 起到促进作用,厚软弱夹层则是起抑制作用;薄软弱夹层边坡加速度最大值 出现在坡肩处,厚软弱夹层边坡加速度最 大值出现在软弱夹层与坡面的交界处。 ③ 边坡安全系数随水平、竖向地 震惯性力的增大而减小。 ④ 含软弱夹层边 坡在地震作用的失稳模式为“沿软弱夹层发生层间平面滑动—拉裂破坏”; 软弱夹层使地震波发生反射和折射,是影 响边坡动力响应特性的主要原因,也是边坡失稳的内在原因。     

天然和饱水状态下路堑边坡稳定性离散元分析

路堑边坡稳定性分析是公路工程建设中的核心问题,而大多数滑坡都是在雨季或降雨后的短时间内发生,在边坡稳定性分析中合理地考虑降雨作用的影响是十分必要的。以渝黔高速公路某路堑边坡为研究对象,根据工程施工的实际情况,分五个开挖步、六个阶段对处于天然及饱水两种状态下的边坡稳定性进行了离散元动态模拟,并对软弱结构面处的关键块体进行了跟踪分析。分析结果表明,在整个开挖过程当中,天然状态时的边坡整体稳定性较好;如果边坡岩体处于饱水状态,边坡的稳定性程度则会明显降低,尤其是当边坡开挖至第3阶段时,即软弱结构面被切割临空后,边坡的位移值及安全系数大小均出现了大的跳跃式变化。再次证明了该岩质路堑边坡是否可能滑坡,实质上是受软弱夹层的强度控制,而水是导致边坡发生失稳破坏的诱发因素。研究结果能够为边坡的合理防治提供必要的理论依据。     

某矿山边坡单台阶三角体破坏分析

边坡岩体内存在着大量的软弱结构面,该类结构面往往演变为边坡滑坡的滑动面。以某矿山边坡台阶平面破坏为研究对象,应用能量系数、极限平衡理论、突变理论对该矿台阶边坡三角体的3种破坏状态进行了分析研究。结果表明:1对软弱带贯通的台阶边坡,将其视为刚塑性体更切合实际;2对软弱带不贯通的台阶边坡,其失稳防治的关键在于提高刚度比。     

综合评价法确定岩质顺向坡软弱结构面的强度参数

岩质边坡的勘察相对较为简单,不像土质边坡那样当岩土结构复杂时使得勘察较为困难,但当岩质边坡为顺向坡、且有软弱夹层时,其软弱结构面抗剪强度指标的确定一直是勘察人员难以把握的问题。结合工程实例,通过结构面大型现场直剪试验、规范查表法及反算法等综合评价法,确定了岩质边坡软弱结构面的抗剪强度指标,并对各方法进行了详细的介绍和分析,以供类似工程作对比参考。