采动作用下黑岱沟露天矿区岩土边坡稳定性研究

为确保露天矿区施工安全,以提升岩土边坡稳定性为目的,提出采动作用下露天矿区岩土边坡稳定性研究。以某矿区现场岩土边坡为研究对象,基于有限元强度折减理论折减露天矿区岩土边坡的抗剪参数,得到抵达边坡极限平衡的折减数为稳定性系数,实现露天矿区岩土边坡稳定性分析。试验结果表明,该技术可有效分析露天矿区岩土边坡的稳定性,岩土边坡单元在6 s之后的剪切应变量显著提升,坡脚砂岩的剪切应变量增速最高、在6～10 s的强采动阶段位移变化增速较快,边坡在滑面上与起点的水平距离为96 m之后的正、剪应力在滑面上急剧增大,安全系数也随之提升,坡脚倾斜度、降雨以及降雨强度均会影响露天矿区岩土边坡的稳定性。     

基于强度折减法的露天矿边坡稳定性分析

基于有限元强度折减理论,使用phase2数值模拟软件模拟分析露天矿边坡的稳定性,结果表明,通过对岩体边坡模型进行强度折减,边坡体塑性区从坡项至坡底贯通时边坡体破坏,故认为折减系数即边坡的安全系数,在数值模拟中则表现为计算的不收敛性,为露天矿山生产准确判断边坡体的破坏和确定安全系数具有实际的指导意义.     

变模量强度折减对边坡稳定性的影响

目前的边坡数值分析中,大多采用理想的弹塑性模型,仅考虑强度参数进行折减,而忽略对弹性模量和泊松比的折减,导致获得的边坡安全系数比实际值要大。本文在已有的理想弹塑性模型基础上,通过室内岩土试验,测定出不同含水率下土的弹性模量和泊松比,对所建立的数值分析模型进行变模量折减。通过试验对比分析表明,通过变模量强度折减法得到的安全系数比折减强度参数法得到的安全系数小,更加接近边坡的实际的安全系数。     

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。     

基于弧长控制法的边坡稳定弹塑性有限元分析

在强度折减过程中讨论了基本计算方法和弧长控制法的应用,关于有限元计算过程中怎样利用弧长控制法来调整强度参数的降低量,以便精确得到土体结构的极限状态及相应的强度参数值进行了研究。以杭兰高速公路巫山到奉节段一典型边坡为例,借助PLAXIS有限元分析程序,利用基于弧长控制法的弹塑性有限元法分析了该边坡的稳定性,并与传统的Bishop法、Janbu法等方法计算所得边坡稳定系数进行了对比分析。结果表明,有限元强度折减法能更加真实地反映边坡的实际情况,求得的边坡稳定系数更接近边坡的实际稳定状态,显示出其在边坡稳定性分析中的一定优势。     

雨水反复浸蚀对露天矿边坡稳定性影响分析

为了研究雨水反复浸蚀作用对边坡稳定性的影响,根据不同强度的降雨,对边坡台阶和坡面进行雨水浸润范围的划分,利用ABAQUS有限元软件并采用更有效的参数折减方式对雨水的反复浸蚀作用进行模拟。结果显示:采用经过调整的参数折减方式使得内摩擦角的折减路径更贴近反正切函数曲线;在划分边坡浸润区后,经过强度折减,边坡主要沿着坡面浸润区发生破坏。虽然边坡内部大多都在强度范围之内,但边坡的安全系数逐步越低;随着边坡浸润区范围的扩大,坡脚处的塑性区域逐渐减小,边坡也从整体失稳破坏过渡到局部浸润区产生滑移体,不会再产生传统的塑性贯通区。     

考虑岩土蠕变特性的边坡长期稳定性研究

基于FLAC3D的Cvisc模型,采用考虑岩土蠕变特性的强度折减法对十堰某建筑场地边坡进行稳定性计算,得到了监测点在不同折减系数下的蠕变曲线。对蠕变曲线的位移变化规律进行分析,确定了边坡工程的长期稳定性系数。与传统强度折减法进行比较,结果表明：考虑岩土体蠕变特性时的边坡稳定性系数为1.18,不考虑岩土体蠕变特性的边坡稳定性系数为1.30,说明岩土体蠕变特性不利于边坡的长期稳定,建议采用稳定性系数1.18作为边坡支护的设计参数。     

FLAC3D强度折减法在排土场边坡稳定性分析中的应用

将FLAC3D软件和强度折减法相结合,应用于露天矿排土场边坡的稳定性分析,采用位移突变判据和塑性区贯通判据来判断边坡是否发生失稳破坏,最后求出边坡的稳定性系数。用FLAC3D强度折减法计算边坡稳定系数比直接输入solve命令求解时速度快、更直观、更方便。     

拉拉铜矿多岩层最终边坡稳定性数值模拟

利用ANSYS有限元软件,基于强度折减原理,建立包含弹性及弹塑性两种本构的多岩层模型,对拉拉铜矿露天采场高边坡稳定性进行模拟分析,并给出边坡发生塑性破坏的过程。以塑性区从坡脚到坡顶贯通作为边坡破坏的标志,以《滑坡防治工程勘查规范》对边坡稳定安全系数划分的规定,判断在模拟得出的安全系数下边坡是否处于稳定状态。模拟分析表明,在不考虑节理裂隙和爆破振动等因素的影响下,拉拉铜矿原设计27°边坡角安全系数≥1.40,有足够的稳定性,当边坡角扩大到38°时,其安全系数仍可达到1.15,处于安全稳定状态。     

基于ANSYS的有限元强度折减法在堆浸场稳定性分析中的应用

针对目前堆浸场边坡稳定性存在的安全问题,根据ANSYS提供的理想非线性弹塑性D-P模型,采用建立在强度折减有限元分析理论基础上的边坡稳定计算方法,对堆浸场边坡进行建模、有限元分析、计算,并得出最危险滑裂面及安全系数。计算结果表明,用ANSYS分析堆浸场边坡稳定具有一定的实用性和可靠性,为堆浸场的的安全管理提供一定的参考依据。     

煤层开采对边坡稳定性的动态影响研究

为了研究煤层开采过程中对边坡稳定性的影响,采用强度折减法对采动条件下不同物理力学参数的边坡稳定性进行了计算和分析,得到了边坡粘聚力c不同折减百分比下安全系数的大小。采用莫尔-库伦强度准则对ANSYS软件计算得到的各节点的应力进行判断分析,得出了边坡不同物理力学参数下的塑性区和滑动面位置。研究结果表明,采动对边坡的扰动程度越大,边坡的物理力学参数降低越多,所对应的安全系数也就越小,在一定范围内安全系数与粘聚力c的折减百分比成线性变化。     

地震作用下矿山边坡永久位移非线性分析

地震作用下矿山边坡的稳定性一直是热点话题,而岩土体非线性强度特征对边坡安全影响更为显著。本文以不同破坏条件下的矿山边坡为研究对象,考虑岩体后缘抗拉强度折减的作用,选取极限分析法中平面应变的对数螺旋旋转机制构建屈服加速度的功能方程,以计算不同坡角、内摩擦角、顶部荷载强度、地震荷载以及张拉折减系数下的矿山边坡的稳定性;采用经典Newmark法对贺州市某矿山项目中典型矿山边坡位移进行推导计算。研究结果表明:考虑非线性破坏对于边坡屈服加速度的影响显著,而顶部荷载加剧屈服加速度的折减;考虑后缘张拉强度折减后矿山边坡的位移可达到传统分析的近2倍。因此,考虑岩土体抗拉强度折减的影响对矿山边坡的抗震稳定性设计至关重要。     

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。     

基于边坡稳定性计算方法比较分析

将强度折减法应用于边坡稳定性分析中,折减土体强度,代入有限元程序进行计算,直至计算不收敛,此时的折减系数即为安全系数。结合工程实例,将强度折减法应用于边坡稳定性的分析,利用瑞典圆弧法,结合岩土工程设计类软件天汉以及有限元分析软件ABAQUS分析边坡稳定性,并对安全系数进行对比,3种计算方法得出的安全系数差别不大,安全系数精度都能满足工程要求。     

边坡稳定分析中的强度折减法

应用弹塑性强度折减有限元计算边坡稳定安全系数,采用解的数值不收敛作为破坏判据,考虑材料剪胀性.通过算例对极限平衡法,极限分析法和强度折减法比较,说明前两种方法计算结果过大了.计算结果的可视化,反映了土体破坏时塑性区.     

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。     

有限元强度折减法验算黄土高路堤边坡稳定性

黄土高路堤边坡稳定性验算是西北黄土地区公路建设中的重要问题,也是岩土工程学科中最古老典型的研究课题之一。用有限元强度折减法分析黄土高路堤边坡稳定问题,不仅能直观看出土体应力应变的发展变化,而且可以得出边坡稳定系数。用有限元强度折减法所得出的稳定系数略小于bishop法所得稳定系数。     

基于FLAC数值模拟的边坡稳定性分析

利用有限差分法,使用FLAC数值模拟软件来分析边坡稳定性。通过强度折减,当折减系数达到某一数值时,系统达到不稳定状态,边坡内一定幅值的总等效剪应变自坡底向坡顶贯通,认为边坡破坏。结合露天矿边坡实例,FLAC程序通过不断降低土体抗剪强度参数,使边坡达到破坏状态得到破坏滑动面,从而表明FLAC强度折减法适用于露天矿开挖边坡的稳定性分析。     

高海拔地区金属矿排土场稳定性分析及关键参数优化

针对高海拔地区金属矿排土场稳定性问题,以西藏甲玛矿区角砾岩排土场边坡为依托,采用FLAC3D数值模拟软件,基于有限差分法并结合强度折减理论,利用冻融损伤修正后的岩体力学参数,得出了在当前排土工艺下边坡的位移变化规律、应力变化特征、剪应变速率和塑性区的分布特征,分析了其稳定性,并进行了关键参数优化。研究表明:①高海拔这一因素易导致岩体在冻融循环作用下损伤劣化;②滑坡产生的过程可归纳为:当排土场形成之后,坡体内部出现塑性破坏区,伴随着剪应变带逐渐扩大,边坡内的塑性破坏区面积也增加,剪切塑性区将会大面积出现在斜坡的前缘上,其塑性区基本贯通,滑坡产生;③角砾岩排土场边坡在当前排土工艺下有沿着近似圆弧滑面向坡脚滑动的趋势;④确定的最优关键参数为单台阶高度40 m,组合台阶宽度40 m。模拟结果与现场破坏情况具有显著的一致性,且优化后的排土工艺提高了排土场的稳定性,对于类似排土场边坡稳定性研究具有一定的借鉴意义。     

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。