某高台阶排土边坡不同失稳模式下稳定性分析

以国内某高台阶排土边坡为例,分别采用Bishop法、Morgenstern-Price法、Spencer法及余推力法,针对排土场不同失稳模式下边坡稳定性进行了研究。结果表明,对于高台阶排土场边坡,当基础存在薄弱覆盖层、自然地形较陡时,沿排土体内部近程滑动和沿排土体-地基界面滑动均为潜在可能失稳模式,相应边坡稳定性通过不同计算方法综合判定。     

坡顶加载对缓倾顺层边坡稳定性影响规律研究

以新疆准东露天煤矿非工作帮缓倾顺层泥质边坡失稳破坏为研究对象,首先对非工作帮滑坡特征和工程地质条件进行分析;然后按照破坏特征将滑坡体分为A、B、C 3个区域;最后,在滑坡体上选择典型断面,采用SIGMA/W模块对不同坡顶排土场堆置高度条件下的边坡稳定性进行数值模拟计算。计算结果表明,随着坡顶排土场堆置高度的不断增加,非工作帮470 m平台以上的剪应力显著集中,并得到坡顶排土场堆置对缓倾顺层泥质边坡稳定性影响规律。     

露天煤矿排土场边坡稳定性分析与治理技术

为了掌握阴湾排土场边坡变形破坏规律,基于边坡地质资料和现场地表GPS位移监测结果,运用FLAC3D数值模拟软件分析了阴湾排土场边坡变形破坏机理。结合工程实践,分析了在滑坡区域继续排土对边坡稳定性的影响,并通过对2种排土压脚方案下边坡稳定性进行极限平衡分析,提出阴湾排土场滑坡治理措施及后续排土方案,治理后的阴湾排土场2个典型剖面的稳定性系数分别达到1.24、1.38,满足稳定性储备要求。结果表明:结合稳定性分析及工程实际综合考虑后的排土压脚方案对边坡的治理效果较好,对于指导后期排土工作和同类型矿山排土场边坡稳定治理具有指导意义。     

降雨条件下多级台阶排土场边坡渗流及稳定性分析

降雨是导致边坡失稳的主要因素之一。以滇中地区某磷矿排土场边坡为例,研究持续降雨对6^#排土场边坡的稳定性影响,基于饱和-非饱和土渗流理论,使用室内非饱和土静力三轴试验结合GeoStudio有限元方法,对持续强降雨条件下的饱和-非饱和渗流场的动态变化、变形破坏和稳定性进行数值模拟和计算。结果表明：降雨初期基质吸力越大边坡安全系数越高,但是降雨12 h后边坡岩土体趋于饱和后,安全系数基本不受基质吸力的影响,并与理论计算结果基本一致,边坡整体稳定性良好,与排土场实际情况相符;雨水不断入渗时多级台阶排土场塑性变形区域主要集中在坡脚台阶处。模拟结果总体可靠,可为持续强降雨地区多级台阶排土场以及对滇中地区矿山排土场安全生产提供参考。     

软弱倾斜复合基底排土场边坡失稳机理与控制

针对露天矿软弱倾斜基底排土场边坡变形失稳问题，以蒙东西二露天矿排土场边坡为工程背景，基于刚体极限平衡与三维数值模拟方法，揭示了不同基底倾角条件下排土场边坡稳定性变化规律，分析了软弱倾斜复合基底排土场边坡失稳机理，并讨论了治理措施。研究表明：①排土场边坡稳定性与顺倾基底倾角呈负相关关系，与逆倾基底倾角呈正相关关系；②排土场边坡基底失稳过程可分为排土场沉降、局部剪切错动、局部剪切破坏、剪切裂缝扩展和贯通5个阶段；③排土场潜在滑坡模式是以排弃物料内部拉裂的圆弧形态为侧界面，以基底剪切滑移为底界面的切层-顺层滑动；④排土场边坡基底逆倾时的稳定性明显优于基底顺倾时的稳定性，极限平衡法分析结果与数值模拟研究结果具有良好的一致性，充分体现了软弱倾斜复合基底排土场的边坡失稳特征。在上述分析的基础上，进一步讨论了排土场边坡稳定性控制方案。针对顺倾基底明显不利于排土场稳定的问题，通过调整局部区段排土线的布置及发展方式和改变剥离物的排弃顺序有助于提高顺倾基底条件下排土场的稳定性。     

软弱倾斜复合基底排土场边坡失稳机理与控制

针对露天矿软弱倾斜基底排土场边坡变形失稳问题，以蒙东西二露天矿排土场边坡为工程背景，基于刚体极限平衡与三维数值模拟方法，揭示了不同基底倾角条件下排土场边坡稳定性变化规律，分析了软弱倾斜复合基底排土场边坡失稳机理，并讨论了治理措施。研究表明：①排土场边坡稳定性与顺倾基底倾角呈负相关关系，与逆倾基底倾角呈正相关关系；②排土场边坡基底失稳过程可分为排土场沉降、局部剪切错动、局部剪切破坏、剪切裂缝扩展和贯通5个阶段；③排土场潜在滑坡模式是以排弃物料内部拉裂的圆弧形态为侧界面，以基底剪切滑移为底界面的切层-顺层滑动；④排土场边坡基底逆倾时的稳定性明显优于基底顺倾时的稳定性，极限平衡法分析结果与数值模拟研究结果具有良好的一致性，充分体现了软弱倾斜复合基底排土场的边坡失稳特征。在上述分析的基础上，进一步讨论了排土场边坡稳定性控制方案。针对顺倾基底明显不利于排土场稳定的问题，通过调整局部区段排土线的布置及发展方式和改变剥离物的排弃顺序有助于提高顺倾基底条件下排土场的稳定性。     

露天矿土-岩复合逆倾边坡空间形态优化

针对露天矿土-岩复合逆倾边坡到界边坡形态设计问题,结合达连河露天煤矿外排土场北帮-采场顶帮复合逆倾边坡的工程实际,基于刚体极限平衡与三维数值模拟的手段,研究了露天矿土-岩复合逆倾边坡的滑坡模式及稳定性规律,设计了最终边坡形态,确保北帮到界过程中煤炭资源回采的安全。研究结果表明：达连河露天煤外排土场北帮-采场顶帮复合逆倾边坡的滑坡模式为圆弧滑动;使外排土场北帮-采场顶帮复合逆倾边坡满足安全要求的采场边坡角为33°;露天矿土-岩复合逆倾边坡岩体的破坏形式为拉张-剪切复合型,岩体自重作用下的坡脚处应力集中造成的局部岩体破坏是整体边坡失稳的诱发因素。     

地震作用下排土场稳定性研究

为了探究地震作用对矿山排土场稳定性的影响,以南山矿业公司和尚桥铁矿典型排土场边坡为例,利用Geo-Studio数值模拟软件分析地震工况下不同土体对排土场边坡稳定性的影响。结果表明:在地震过程中,地震峰值加速度与边坡安全系数呈反比关系;3种试验参数下坡体最大位移均位于坡顶、坡脚部位;在地震作用下,坡脚边缘碎石土大范围地滑移可能影响该边坡的稳定性;岩土体中存在较高且密集的水平应力时,边坡更易发生变形和破坏;在地震模拟10s内的某一时刻边坡临界滑面的安全系数较低,存在一定的滑坡风险。     

基于FLAC露天矿山内排土场稳定性数值模拟

以马钢某矿为工程背景,针对内排土场的稳定性情况,在考察排土场所处工程地质环境的基础上,利用FLAC数值模拟分析法对内排土场进行稳定性分析。在排土场堆积过程中,排土处最大主应力差随着排土高度的增加,岩土体破坏区域不断加大;达到终排设计高度后,排土场内部由于排土场和基岩的剪切和土体内部自重固结产生了塑性破坏和剪切滑动面。     

某露天镁矿排土场增高扩容及边坡稳定性研究

介绍了某露天镁矿南排土场现状,计算了南排土场极限堆置高度。以极限堆置高度为前提,通过理论计算南排土场在不同优化参数条件下的边坡稳定性系数,确定了该排土场的最优参数为帮坡角β=24°、排弃高度H=120 m,并通过FLAC^3D数值模拟软件验证了结果的准确性,最终边坡安全系数为1.223,排土场扩容量180.64万m³,有效地解决了该矿山排土空间不足的问题。     

基于数值模拟的露天矿排土场高陡边坡稳定性分析与治理

受不良工程地质条件、降雨、历史上无序排土等客观因素影响，广东省大宝山矿李屋排土场高陡边坡极易产生滑坡、泥石流等安全事故。为充分保障矿山安全生产，采用多种数值分析方法相结合的手段对李屋排土场边坡稳定性进行了综合分析。通过现场实地调研与试验研究确定了排土场边坡岩体力学参数，利用Slide软件对排土场二维模型进行数值模拟，对失稳边坡进行堆置参数优化，采用Geostudio以及FLAC3D软件进行了进一步计算校核，多角度定量分析了排土场稳定性状态并最终提出了相应的稳坡措施。结果表明，3-3剖面安全系数不满足规范要求，边坡产生滑坡的风险较大；FLAC3D、Geostudio与Slide的模拟结果较一致，多种模拟手段相结合的分析方法准确且合理。最终根据模拟结果提出了“分台阶排土+堆置反压平台”的治理措施，为矿山开采提供了安全保障，同时也为露天矿排土场稳定性分析提供了技术指导。     

某特大型矿山排土场边坡动态稳定性研究

为探明某特大型排土场运输设备排土作业荷载作用下的安全性,采用slide和FLAC~(3D)软件开展排土场稳定性分析。研究表明,汽车排土时的排土场边坡的安全系数为1.128,低于边坡安全储备要求的安全系数1.15,边坡处于稳定欠佳状态,随时有可能发生边坡灾害事故;且排土场的坡脚和临近坡脚处的边坡位移较大,易于形成底板剪出隆起。排土场需要通过一定技术手段提高稳定性,确保排土作业安全。     

露天矿背斜区内排土场边坡基底处理方式优选研究

露天矿内排土场边坡的稳定是露天矿顺利生产的重要保障,而排土场基底的岩层赋存条件是影响排土场边坡稳定性的重要因素。安家岭露天矿开采进入背斜影响区,现有内排空间无法满足排土需求,需要在背斜区进行排土。为解决露天矿背斜倾角较大区域倾斜基底排土场稳定性问题,以安家岭露天矿内排土场为研究对象,提出了针对背斜区倾斜基底进行处理的3个方案:基底麻面爆破处理,跟踪排弃台阶坡脚处拉抗滑沟处理以及背斜区倾角12°位置留设抗滑煤柱;使用Geo-studio软件Morgenstern-Price法研究在不同基底处理方式下进行背斜区单台阶跟踪排土,排土台阶的滑移模式以及稳定性变化情况。通过计算各个方案的经济成本,跟踪排土台阶稳定性系数以及背斜区域的单位排土量,构建了成本、稳定性系数、排土量3个评价指标,采用基于熵权TOPSIS法对所选指标进行加权,并根据方案与理想解的贴近度大小确定基底处理的最佳方案。研究结果表明:背斜区单排土台阶滑移模式为以排弃台阶坡顶至排弃物料内部的圆弧滑面为侧滑面,以沿着基底平面为底部滑面的切层-顺层滑动;相同排弃参数的排弃台阶,在基底坡度从陡变缓的过渡区域,排土台阶的基底平面接近于圆弧面,且单台阶排弃量增加,台阶稳定性发生突变,安全系数较上部台阶显著降低;通过基于熵权TOPSIS法对3个方案进行优选,确定麻面爆破方案为基底处理的最优方案。     

将军戈壁二号露天煤矿外排土场软弱基底坐落-牵移式滑坡机理

以新疆天池能源有限责任公司将军戈壁二号露天煤矿外排土场软弱基底为研究对象,通过对研究区岩土进行常规力学实验及流变试验,确定了该露天矿排土场基底及排弃物料物理力学指标。结合理论分析,确定排土场边坡滑坡模式为坐落-牵移式并对滑坡机理进行分析。建立排土场稳定性分析数值模拟模型,模拟排土场边坡变形破坏形式,计算分析了排土场边坡稳定性,结果表明,排土高度为120 m时,潜在的滑移面贯穿排土场内部及软弱基底层,边坡稳定系数略低于安全储备系数。     

新疆准东露天煤矿单一巨厚煤层复合边坡空间形态优化

针对单一巨厚煤层露天矿土-岩复合边坡稳定性及空间形态问题,以新疆准东露天矿为工程背景,采用刚体极限平衡和FLAC3D数值模拟相结合的方法,研究了露天矿复合边坡的稳定性及空间形态,分析了复合边坡的潜在滑动模式及稳定性规律,确定了采场与排土场的最大安全距离。研究结果表明:新疆准东露天矿采场最终边坡角为34°,排土场边坡角为23°,排土场与采场安全距离为150 m时满足安全性与经济性要求;单一巨厚煤层露天矿土-岩复合边坡的滑坡模式为沿排弃物内部的圆弧滑动和以坡体出露弱层面为底界面的组合滑动;在岩体自身重力作用下,单一巨厚煤层露天矿土—岩复合边坡破坏形式为拉张—剪切复合型。     

某矿山排土场加高扩容分析与工程应对措施

厄瓜多尔米拉多铜矿排土场物料以黏性土和粉土为主，加之区域降雨量大、地震烈度高等因素影响，原设计排土场边坡无法满足安全要求，优化后排土场整体边坡角被放缓，导致堆排容积减少了1 500万m3；将排土场最大堆排标高由+1 500 m提升至+1 550 m后，新增堆排容积1 705.9万m3，可以有效解决容积不足问题，但边坡整体稳定性欠缺。针对该问题，采用加高的办法对排土场进行扩容分析，从边坡稳定性的角度，分析了加高后存在的安全不足问题，并提出了相应的工程应对措施。在排土场坡脚位置采用块石稳固的方法，有效提升了边坡在不同工况下的安全稳定性.     

金堆城露天矿排土场稳定性分析

研究了金堆城钼业公司露天矿排土场工程地质特征，分析了矿山生产爆破震动对排土场边坡稳定性的影响，并对排土场边坡变形破坏特征进行了有限元数值模拟和稳定性分析计算，提出了排土场边坡的综合治理措施，得出如下结论：①排土边坡有2种整体破坏方式和3种表层浅部破坏方式；②日常生产爆破对边坡影响不大；③建议做好排土场安全监测工作、排水工作及局部支挡工作。     

某露天矿东排土场边坡稳定性分析

为查明某露天矿东排土场现状边坡稳定性状态,为后续排土工程发展提供指导,基于对东排土场边坡工程地质条件分析与认识,首先采用有限差分数值模拟手段对东排土场边坡的最危险破坏模式进行分析,然后采用极限平衡分析法对东排土场现状边坡进行安全评价。结果表明:该露天矿东排土场的最危险破坏模式为单台阶圆弧滑动;鉴于边坡稳定性较好,且现有边坡角度和高度都小于设计值,可满足矿山排弃要求;提出了配套安全措施,为露天矿排土工程发展提供了指导。     

某矿山排土场的散体岩土试验及其FLAC~(3D)数值模拟

排土场的稳定性是影响矿山安全生产的重要因素之一,关系到矿山持续生产和人员生命财产的安全。为探讨排土场的安全稳定性,根据刚果(金)某排土场的工程实例,在现场进行了对散体岩土的容重、含水量、块度组成、自然安息角等参数的测试。利用现场采集的小于5 cm散体岩土样品,进行自然及饱和状态下的大型室内直剪试验。通过对室内试验数据的处理,确定了排土场散体岩土的物理力学参数;采用Rhino-FLAC~(3D)耦合技术,对排土场的现状、设计及推荐排土场堆置过程的稳定性进行三维数值模拟分析,揭示了堆置过程中岩土体的应力应变及塑性区的分布和变化规律;通过FLAC~(3D)节点记录命令,对排土场的坡脚进行了位移记录。结果表明:该排土场整个堆置过程处于稳定状态,排土场边坡的破坏模式为"坐落式—滑移式"破坏;根据稳定性分析结果,提出了针对排土场建设过程中的建议措施,为进一步设计优化提供参考依据。     

弓长岭露天铁矿大阳沟排土场边坡稳定性分析

针对弓长岭露天铁矿大阳沟排土场的实际情况,在岩土工程勘察和岩土体物理力学性质分析的基础上,采用Geo-Slope极限平衡理论与FLAC2D数值模拟相结合的方法,深入分析了排土场边坡典型剖面在现状工况和极限堆高工况下的稳定性。结果表明：大阳沟排土场边坡在现状工况下处于基本稳定状态;在极限堆高工况下,排土至其极限堆置标高436 m时,处于基本稳定状态。所得结论对排土场的实际排土具有重要的意义。