不同开采位置对边坡稳定性影响的数值模拟分析

边坡下伏煤层的开采对边坡稳定性的影响较大,可能会直接导致边坡失稳。文章应用Midas数值模拟分析软件,分析了采空区位于边坡不同部位时边坡的整体变形位移、应力分布特征和塑性变形情况。结果表明,采空区所处位置对于边坡稳定性有很大影响。当采空区位于坡体中下部时,对坡体稳定性的破坏作用最为明显;当采空区位于坡体中部时,对边坡的破坏程度次之;而当采空区位于坡体坡脚或者位于坡体后部时,对坡体稳定性的影响并不明显。     

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。     

坡体形态对黄土边坡稳定性的影响研究

由于黄土自身的特殊性,黄土边坡稳定性分析较一般边坡更为复杂。利用有限元极限平衡法,从坡体形态(坡高、坡比、坡顶坡比)出发,分析其对裂缝深度、裂缝最易产生位置、坡体安全系数的影响。当坡体上部水平,坡比一定时,随着坡高的增加,坡体的坡肩裂缝深度均逐渐增加,坡肩宽度越小,坡体安全系数减小;坡高一定时,坡比越大,坡肩裂缝深度越小,坡肩宽度越小,坡体安全系数越小。当坡体上部倾斜,坡高一定时,坡体上部越缓,坡肩裂缝深度越小,坡肩裂缝的最易开裂位置越靠近坡背,坡体安全系数越大;坡体上部坡比一定时,坡体越高,坡肩裂缝深度越大,坡肩裂缝的最易开裂位置距坡缘的距离越远,坡体安全系数越小。     

露天地下联合开采边坡的稳定性及时效性研究

针对安太堡露天矿及安家岭井工二号井露天地下联合开采井采塌陷下边坡的稳定性及时效性问题,利用相似模拟物理实验,对该矿露天边坡的沉降及变形和在采掘过后不同时间内的变形进行研究,结果表明:井采条件下,露天边坡在不同开采距离下沉降和变形是不同的,开采长度越大,地表沉降和变形越大,最大沉降值为0.58 m;当开采扰动达到一定强度时,采空区上覆主关键层发生破断,坡体稳定性降低,坡体存在剪切断裂危险;在井采达到采掘临界线以后,随着时间的变化,坡体沉降和变形是不同的,时间越长沉降和变形越大,直到达到平衡状态时才会终止。     

渗流作用下含断层边坡稳定性模拟分析

为了研究含断层边坡在渗流作用下稳定性问题,以伊敏露天矿三采区端帮边坡为研究对象,建立相似材料模型并结合数值模拟,对渗流作用下含断层边坡稳定性进行模拟研究。研究结果表明:断层在坡体中的相对位置对边坡稳定性影响变化显著。断层位于坡体中部时,边坡变形及其剪应力较大,此时断层对边坡稳定性影响最大。随开挖推进坡体逐渐前移,断层附近变形及应力值逐渐减小,断层对边坡影响逐渐减小。开挖不同阶段边坡稳定性主要影响因素不同。开挖前期影响边坡稳定性的主要因素为断层,后期逐渐转化为渗流作用。边坡第五次开挖后在断层和渗流的耦合作用下沿弱面滑移失稳。     

考虑渗流作用的城门山铜矿临湖露天开采边坡稳定性研究

基于地质勘探资料，建立了城门山铜矿临湖露天开采边坡的地质模型，对临湖露天开采边坡进行了考虑湖水在不同渗流路径和不同渗透压力作用下的稳定性分析。研究结果表明：湖水渗流大大降低了边坡安全系数，随着湖水水位增大，边坡滑坡范围越大，边坡安全系数越低。湖岸与露天采坑之间的距离对边坡稳定性有较大影响，湖-坡距离D越大，边坡安全系数越高，当边坡安全系数取1.2时，考虑湖水渗流条件下湖-坡最小安全距离为60 m。     

不同渗透系数对边坡稳定性影响分析

蓄水与排水过程中库区水位不断发生变化,沿岸边坡内部地下水位也随之发生变化,边坡不同渗透能力对水位的变化会产生不同的响应,边坡内部渗透后水压力随水位变化而变化,进而促使库岸边坡发生滑塌,影响库岸边坡的稳定性。为此,结合某水电站库岸边坡,通过Geo-Studio软件构建3种不同的渗透系数数值模型,从不同渗透系数对浸润曲线和库岸边坡安全稳定性方面,分析了渗透系数的变化对库岸边坡稳定性变化的影响。研究表明:库岸边坡的浸润曲线变化趋势和渗透系数变化呈现正相关规律,渗透系数越大的边坡在水位上升时浸润曲线的位置变化趋势越来越明显,渗透系数越小的边坡浸润曲线变化趋势越来越接近于不规则曲线,此时边坡内具有较大的水力梯度;渗透系数相同的库岸边坡稳定性在水位上升条件下边坡稳定性增大,在水位下降条件下边坡的稳定性减小,渗透系数越低边坡的安全系数值对库水位变动的反应越迟缓。     

降雨入渗对砂质边坡变形和稳定性的影响

基于砂质边坡的数值仿真模型,研究了降雨入渗对边坡稳定性和变形的影响规律。研究发现:边坡安全系数随着降雨持续时间和强度的增大呈现降低的趋势,随着边坡角度、高度的增加而减小,随着内摩擦角、黏聚力的增加而增大;而边坡高度和坡角对边坡滑动深度影响较小;土体内摩擦角大的边坡容易发生浅层滑坡,黏聚力大的边坡容易发生深层滑坡。随着降雨持时的增加,在边坡坡脚位置水平位移产生突变,为边坡最容易剪切滑出位置。抗滑桩的抗剪承载力越大边坡安全系数就越大,但承载力大的抗滑桩会加深滑裂面的位置;抗滑桩在加固位置位于边坡中下部时的安全系数比设置在上部时增加2%~5%。因此,在不改变危险滑裂面的情况下,合理设计抗滑桩强度可以提高边坡安全系数。     

基于隧道开挖模型的滑坡灾害与结构体动力响应研究

我国广泛存在因隧道开挖引起的滑坡灾害,隧道的高度及其穿过边坡时的位置会对边坡造成不同的扰动。采用PFC~(2D)建立二维离散元模型,研究不同隧道开挖条件的灾害冲击力变化,着重讨论了开挖高度和隧道至边坡自由面距离对其冲击力的影响。研究表明,坡角对灾害的堆积结果会造成影响,坡角越大,灾害体的堆积量和滑程也越大;其最大冲击力随隧道高度的增加而增加,但存在峰值,且继续增加隧道高度会导致该值的降低;灾害体的最大冲击力和平均冲击力随着隧道至边坡自由面距离S值的增加而增加,当达到某个峰值时,继续增加S值会导致这2个值减小。该研究对于控制隧道开挖条件下滑坡灾害的风险有一定指导意义。     

行洛坑矿应用坡体振速计算边坡动载的稳定性系数

本文通过行洛坑矿爆破试验,探讨了坡面和坡体振速对边坡稳定性的影响。试验和计算结果表明,坡体振速比坡面小54%,用坡体、坡面振速计算爆破动载的等效静力时,边坡稳定性系数分别降低6.8%及11.24%。此外,文中还指出,为了比较客观地反映爆破动力对边坡稳定性的影响,宜采用坡体振速计算等效静力。     

某矿地下采空区对边坡稳定性影响的研究

针对含采空区边坡的稳定性问题,考虑不同跨度采空区及不同厚度边坡保安矿柱对边坡稳定性的影响,基于强度折减法的基本原理,利用FLAC~(3D)软件,分别模拟4种情况(包括20种情形)下的边坡稳定性。通过对比不同跨度采空区和不同厚度边坡保安矿柱的边坡应力、塑性区和安全系数变化情况,分析地下采空区对边坡稳定性的影响规律。分析结果表明:在边坡保安矿柱厚度一定时,采空区跨度越大,边坡稳定性越差;在空区跨度一定时,边坡稳定性性受保安矿柱厚度和采空区与边坡潜在滑动面的相对位置共同影响,保安矿柱厚度变化时,采空区与边坡潜在滑动面的相对位置也相应发生变化,从而导致在一定范围内,随着边坡保安矿柱厚度的增大,边坡安全系数出现先减小后增大的现象。     

边帮压煤在不同回采条件下边坡变形破坏及稳定性分析

因边坡存在典型失稳特性，边帮煤回采会进一步加剧边坡发生变形和失稳现象；采用FLAC^3D构造边坡结构模型对边帮煤在不同回采状况下边坡变形破坏及稳定性进行分析预判。结果表明：不同回采条件，边坡内部岩体塑性区扩展形态和范围不同，对边坡平盘所形成的扰动破坏也不相同；逆坡和顺坡回采相比，在回采长度及边坡稳定性方面都比顺坡回采差，顺坡回采在一定程度上可以保证边坡的稳定性，虽存在局部滑移现象，但整体稳定性较好，逆坡回采边坡存在失稳现象；上煤层回采边坡存在局部失稳现象，整体稳定性较好，下煤层回采塑性区远离边坡平盘，稳定性比上煤层回采更优；由此可以得出边坡稳定性和回采深度有关，回采深度越大边坡稳定性越好。     

弓长岭露天矿含空区边坡稳定性研究

针对弓长岭露天铁矿含空区边坡稳定性问题,考虑不同大小、位置空区对边坡稳定的影响,利用FLAC和Geo-slope软件,分别模拟3种情况（包括36种情形）下边坡的稳定性：①不含空区;②空区分别位于边坡上部、中部、下部和坡角底部,这些空区距坡面的距离固定,改变空区的宽度;③空区大小确定,改变空区距坡面的距离。通过对比不同宽度、位置空区的边坡塑性区、位移云图和安全系数来分析空区对边坡稳定性的影响规律。结果表明：上部空区的存在有利于边坡整体稳定,但是影响边坡的局部稳定;中部空区的存在对边坡稳定性影响比较复杂,既有对边坡稳定有利的情况,也有对边坡稳定不利的情况;下部空区的存在严重影响边坡的稳定性。该规律对露天开采转地下开采很有借鉴意义。     

扎哈淖尔露天煤矿采场内储煤场稳定性研究

为了保证扎哈淖尔露天煤矿一号煤矿东储煤场基底变形和堆料边坡稳定性安全,基于有限元法应力-应变和极限平衡分析,应用SIGMA/W有限元软件进行模拟分析煤场边坡基底变形和稳定性。结果表明：储煤场边坡滑坡模式为近圆弧形滑动,煤场排弃高度越大,边坡稳定系数越小;边坡煤场坡顶宽度越大,泥岩基底变形范围越大,坡底变形越大到一定数值后达到几乎不变程度;坡顶宽度达到40 m后,边坡稳定性系数变化幅度明显减少,坡宽度对边坡稳定性影响有限。     

露天矿构造结构面对端帮靠帮开采过程中稳定性的影响

基于某巨厚煤层露天矿端帮边坡内部赋存构造结构面问题,采用极限平衡法并结合数值模拟分析不同大小、位置的结构面在端帮开采时对边坡稳定性的影响。结果表明：结构面的存在会使端帮边坡稳定性低,且结构面越长、距离端帮坡底越近,对边坡稳定性影响越大;结构面不会影响边坡稳定性系数变化的趋势,也不会影响最大剪应变增量的转移情况。     

井采塌陷对边坡稳定性影响研究

采用FLAC~(3D)数值模拟软件研究井采塌陷对边坡稳定性影响。研究结果表明:在2种采动效应的影响下,坡体在不同位置发生的破坏和变形不同。在水平推力作用下,坡体内部主要以剪切拉伸破坏为主,推力加剧时,会发生滑体沿弱层的剪切滑移。在水平推力和采动效应的作用下,位于采空区的最前端和最后端由于开采能量释放,致使岩体强度削弱加剧,使边坡稳定性降低。     

露天矿高陡边坡变形失稳机理及防治措施

对露天矿高陡边坡的稳定性进行了分析,确定了边坡变形失稳状态;基于Flac3D数值模拟和Geo-slope极限平衡分析理论,研究片帮区域边坡变形位移规律及破坏模式,运用极限平衡分析计算岩土体坡体的稳定性,为在北帮东部岩石台阶处利用削坡措施保证边坡稳定提供依据;针对高陡边坡变形区域存在的问题,通过对削坡后的岩土体边坡进行稳定性分析与评价,提出合理的边坡变形综合防治措施,保证边坡安全、稳定。     

孔隙水压力重分布对排土场边坡稳定性影响规律研究

为了研究不同孔隙水压力重分布作用下排土场边坡稳定性差异情况并进行稳定性评价,根据某矿区排土场8—9月实际地下水位分布,分析水压力重分布对边坡稳定性影响机理;通过SLOPE/W模块模拟不同孔隙水压力分布时边坡稳定性差异及安全系数变化情况。结果表明:孔隙水压力重分布后会使坡体内部孔隙空间改变,加速入渗作用,造成排土场边坡不同程度弱化;随着负孔隙水压力分布范围的减小和扩大,边坡基质吸力改变,安全系数呈先减小后增大趋势;边坡安全系数增加至1.421时地下水位高度降低30 m,整体靠近基底,不再对排土场边坡稳定性产生影响。     

矿山开采诱发边坡形变规律分析及控制对策

以某矿山开采边坡为背景,综合分析了该边坡周边区域的工程地质条件,基于SLIDE软件平台构建了边坡稳定性计算模型,对强降雨及削坡条件下边坡岩土体的稳定性与排水条件下边坡岩土体的稳定性进行对比分析,并对边坡变形发展特点和滑坡的发生机理做出判断。通过对不同边坡模型的计算,明确了以上各条件对边坡稳态的影响,研究结论可以为该边坡的稳定性控制及滑坡预防提供依据。     

降雨条件下某堆浸场边坡稳定性分析及防治对策

基于饱和—非饱和渗流理论,利用Geo-studio软件中的Seep/w版块,模拟分析了降雨入渗条件下对某堆浸场边坡稳定性的影响。研究表明:(1)连续降雨会促使堆浸场坡体内部的初始地下水位抬升,同时会在坡体内部形成临时饱和区域,边坡稳定性降低,对其进行水平排渗后,可有效降低坡体内部地下水位,边坡稳定性增强;(2)在降雨初期,土体处于非饱和阶段,土体内体积含水量增大,基质吸力升高,边坡稳定性增强;(3)在饱和阶段,土体内孔隙完全由水充满,基质吸力为0,边坡稳定性处于不利状态;(3)降雨停止时,土体内孔隙水压力消散,负孔隙水压力增强,基质吸力增大,边坡安全系数升高。在上述分析的基础上,讨论了坡体排水工程、台阶排水沟、坡面防水等工程防治对策,有助于提高该堆浸场边坡稳定性。