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.     

基于赤平投影-强度折减法的露天矿边坡稳定性研究

露天矿山边坡稳定性是矿山安全生产的重要组成部分。基于赤平投影法对某矿山终了边坡进行稳定性分析,分析表明边坡在动载的作用下存在失稳的可能;故进一步基于强度折减法对边坡进行数值模拟。模拟结果显示:在爆破工况下,选取的剖面所在边坡安全系数分别为2.16和2.54,均大于允许安全系数1.18,地震+暴雨工况下安全系数分别为1.34和1.52,也大于允许安全系数1.18,即终了边坡处于稳定状态。但由于地震+暴雨工况下安全系数与允许安全系数较为接近,因此需在矿山生产过程中密切关注边坡的稳定性情况。     

基于强度折减法的露天矿压煤区复合边坡稳定性研究

为实现露天矿煤炭开采效益的最大化,基于强度折减理论,采用FLAC3D有限差分软件建立三维模型,研究了压煤区弱层暴露长度与深部开挖坡角对复合边坡失稳模式与稳定性变化规律影响,确定了复合边坡最优边坡空间形态。结果表明:复合边坡失稳模式与稳定性主要受边弱层暴露长度与深部开挖坡角控制,复合边坡的稳定性在深部开挖坡角大于25°时,随弱层暴露长度的增加呈现明显先减小后趋近水平发展趋势;在弱层暴露长度大于200 m时,随深部开挖坡角的增加而明显减少;应用横采内排压帮开采方式空间效应,优化后边坡形态可提高复合边坡角至16°,深部开挖坡角25°,最大限度采出煤炭612.1万t。     

高边坡开挖卸荷过程强度折减法分析

针对露天矿开采过程中边坡变形破坏严重影响露天矿安全生产的问题,采用数值模拟的方法,应用MidasGTS NX软件建立重钢太和露天铁矿黄家山高边坡三维模型,进行开挖卸荷过程中的应力应变、位移及安全系数变化的数值模拟分析。结果表明：边坡岩体开挖卸荷过程中,随着采场的延深,边坡角的增大,塑性应力带的逐渐向边坡岩体内部扩大,风化破碎层及上部冰碛土层之间产生塑性应变贯通区,破坏面形成。开挖完成后整体边坡坡脚处发生剪切破坏,坡顶后缘形成张拉破坏区,边坡上部冰碛土层形成 “坐落—滑移”式滑动。边坡安全系数随向下开挖过程逐级降低,最终达到1.15稍显偏低。后期开采过程中,需对边坡中上部风化破碎岩层及冰碛土进行加固措施。     

基于强度折减法的大型露天矿东端帮稳定性分析

拟建大型露天镍钴矿区,东西长1 670m,采深一般在300m以上,最高边坡高度超过600m。根据边坡不同位置的边坡高度、工程地质岩组分布特征、各岩组岩石质量等级、边坡面倾向与各岩体优势结构面的关系、边坡岩体完整程度等多项指标将边坡分为五个区。为研究该大型露天矿高陡边坡稳定性与开挖坡角及地下水位的关系,本文在考虑地下水位以上的岩土体饱和度变化的前提下,结合夏日哈木镍钴矿区高陡边坡实际工况,通过有限元软件ABAQUS和抗剪强度折减法模拟计算得到不同开采坡角的边坡稳定系数与地下水位的关系,从而确定出同一水位下的最小开采坡角,以及不同开采坡角下的最高地下水位。最终对本研究结果的分析得到开采坡角及地下水位对高陡边坡稳定性的重要性,并对该露天矿东端帮开挖提出了一系列建议,该研究对该露天矿的其他区域以及周围相似工程的开挖具有重要的借鉴意义。     

基于极限平衡法与强度折减法的高边坡过程稳定性分析

为了对强度折减法和极限平衡法在边坡稳定性分析中的性能进行比较, 分别采用两种方法对高边坡过程稳定性进行了分析, 结果表明: 两种方法计算得到的边坡安全系数数值上差异不大, 但强度折减法可以获得边坡的应力、变形分布等信息, 适用于复杂地质条件下边坡稳定性分析; 边坡加固后安全系数满足相关规范要求, 说明支护方案合理可靠。     

基于强度折减法的软岩逆倾高边坡稳定性分析

软岩边坡稳定性及其治理是露天开采领域的技术难题之一。本文结合工程实际,在考虑软岩蠕变特性的基础上,基于强度折减理论,应用数值模拟手段研究了软岩逆倾高边坡的稳定性问题。通过分析边坡失稳过程中的裂缝发生特征、位移演化特征和变形破坏特征,阐明了软岩逆倾高边坡破坏机理,为提出合理的滑坡防治措施提供了科学依据。研究成果对于类似条件下的边坡稳定性分析提供参考。     

有限元强度折减法在露天矿边坡稳定性分析中的应用

结合唐山三友露天石灰石矿的生产情况及地质条件,应用有限元强度折减法对影响最终边坡稳定性的诸多因素进行了综合分析,提出了既确保安全生产又可最大限度减少开采范围剥离量的各区段最佳边坡角.     

基于强度折减法的隧道掌子面稳定性及破坏形态

为了获得掌子面的稳定性及临界失稳破坏形态,依托武广客运专线浏阳河隧道某断面里程位置的情况,建立数值模型,基于强度折减法的原理,从掌子面中心点水平位移、最大塑性应变、塑性区面积/隧道面积等随折减系数的变化,获得掌子面的临界稳定安全系数,得到掌子面的塑性区分布及破坏形态,并同现场监测及相关研究做了对比.结果表明:该隧道的掌子面的稳定安全系数为2.8,与实际情况较吻合;破坏形态是在掌子面斜上方一个火焰形状的区域,未发展至地表,与已有的相关试验有所不同,主要是因为掌子面围岩失稳既有黏聚力的影响,也有内摩擦角的影响.     

拔出法检测混凝土强度及其破坏机理

结合一套实用机具，介绍了用拔出法检测喷射混凝土强度的过程，论述了拔出法的混凝土破坏机理。     

露天矿边坡破坏机理数值模拟分析

介绍了露天矿边坡数值模拟的方法,在强度折减理论的基础上,通过建立地质模型并应用RFPA二维软件模拟了某露天矿南帮边坡的稳定性状况。对模拟结果分析得出：边坡的滑移范围从边坡顶部沿破碎带、泥岩夹煤层和不整合面向下延伸,滑坡逐渐脱离深部的不整合面而沿着弱层移动,并产生垂直边坡方向的剪断破坏,最终形成贯通边坡底部的滑移破坏。     

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。     

露天矿饱水砂质边坡失稳破坏机理研究

为了研究露天矿开采中高含水率、大厚度第四系、第三系泥砂质边坡的破坏机理,通过沙体渗流携沙实验模拟动水压力下饱和沙体空洞的形成过程,从实验结果可以看出,动水压力越大,携沙量越大,所形成的空洞就越大。分析水对饱水泥砂质边坡的影响,并从细观尺度分析动水压力在坡脚形成空洞的过程,同时采用自主研发的拉张破裂数值模拟软件模拟空洞形成后,坡顶拉张裂缝形成直至失稳破坏的过程。高含水率砂质边坡失稳破坏机理的研究可为预测、预报露天矿边坡的稳定性提供理论依据。     

综合安全系数局部强度折减法的应用研究

通过FLAC3D中的fish语言编写自定义强度折减程序,在边坡局部区域对边坡黏聚力和内摩擦角分别采用不同的折减系数进行折减,最终得到综合安全系数。算例结果表明,基于综合安全系数的局部强度折减法可以有效弥补传统强度折减法的不足,其对边坡的稳定性分析结果是合理可信的。     

露天矿边坡局部破坏形式分类及破坏机理分析

针对露天矿开采过程中高陡边坡破坏形式的分类及损伤机理进行研究。以金川集团露天石英矿边坡监测预警项目为研究背景,运用Matlab软件对位移监测数据进行分析,将边坡的位移场与边坡的破坏形态相结合,对边坡破坏形态进行分类,可分为下滑式、张拉式、侵蚀式、复合式。其中下滑式、侵蚀式破坏发展迅速、破坏程度大,张拉式破坏发展缓慢、破坏程度小。又进一步研究了边坡各破坏形式发生的内部机理,并针对边坡的破坏形式提出了具体的加固措施。     

平朔露天矿某黄土高边坡滑坡成因机理分析

从工程地质条件、水文地质条件及人类工程活动等方面入手,对山西平朔煤炭工业公司某露天矿黄土高边坡发生滑坡的成因机理进行分析。该滑坡表现出明显的牵引式破坏特征,其变形破坏过程可分为卸荷变形、蠕滑—拉裂、剧滑及趋稳等四个阶段。基于滑坡的成因机理,提出了相应的防治对策。     

某露天矿高边坡极限平衡法对比分析

介绍了3种基于极限平衡理论边坡稳定分析方法的基本原理,并利用SLOPE/W程序对某露天矿边坡典型勘探线剖面在当前开采境界和计划开采境界下进行了稳定性分析。通过分析计算,获得了分别采用Bishop法、Janbu法和Sarma法在自然状态、考虑水和地震作用3种工况下边坡安全系数。分析结果表明:当前开采境界下,边坡处于稳定状态;计划开采境界下,边坡处于非稳定状态,不可按原计划进行开采;水和地震的作用将对边坡稳定性产生重要的影响。     

基于ANSYS的强度折减法强度准则转换关系

探讨了基于ANSYS的有限元强度折减法强度准则的选取问题,推导出德鲁克-普拉格准则不同形式的安全系数的转换关系。通过算例,验证了转换关系的正确性。发现基于ANSYS的内置外角点外接圆准则计算的安全系数偏大、偏危险。对于二维边坡问题,可将其转换成平面应变圆准则下的安全系数(非关联流动法则)或内切圆准则下的安全系数(关联流动法则);对于三维边坡问题,可转换成内角点内接圆准则下的安全系数。