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。     

框架预应力锚杆支护边坡地震动稳定性分析方法

在考虑锚杆预应力对黄土边坡稳定性影响的情况下,根据土体边坡滑移面的破坏模式,建立了框架预应力锚杆支护边坡的地震稳定性分析模型。利用集中质量显式有限元法,将土体离散为土体静动力微元和土体预应力微元,并建立了相应的离散动力平衡方程,推导了边坡在地震作用下的位移反应和滑移面上的应力场。基于位移反应和土体应力场,提出了框架预应力锚杆支护边坡在地震作用下的稳定性安全系数计算方法。用本文方法针对某一工程实例进行分析,并与拟静力法的结果进行比较。比较结果表明,本文方法对于土质均匀的黄土边坡是可行的,相比拟静力法,更能反应黄土支护边坡的地震作用和土的动力特性。     

地震荷载作用下挡土墙加固边坡土压力上限研究

针对土质边坡工程进行横向和竖向地震荷载作用下的挡土墙加固边坡的抗震稳定性研究,借助极限分析方法和主、被动土压力作用下的边坡旋转破坏模式获得边坡稳定的能量极限状态方程,运用MATLAB软件编写的优化程序最终获得边坡的主、被动土压力系数优化上限解,并分析获得各参数对土压力系数的影响。结果表明:竖向、水平向地震荷载系数和边坡高度均对主、被动土压力系数产生显著影响,但规律不尽相同;被动土压力系数在各参数下的变化规律接近线性,而相同条件下主动土压力系数的变化则呈现较为明显的非线性。     

研山铁矿第四系边坡稳定性分析及治理技术

司家营研山铁矿属于鞍山式沉积变质铁矿床，上部有着较厚的第四系土层，矿山在采矿过程中发生了多次第四系堆积体滑坡事故。为保障矿山安全生产，对其进行地质勘察，利用Slide数值模拟软件进行边坡稳定性计算，发现在自然及地震荷载下安全系数为1.216、1.051，如不进行边坡加固，存在滑坡风险，故采用土钉墙、锚喷网、砌筑水沟等综合治理方式对边坡进行治理，并针对地下水实施引水、导水措施，降低地下水对边坡稳定的影响。加固后再次通过Slide数值模拟软件进行计算，得到在自然及地震荷载下安全系数为1.442、1.174，满足规程要求，边坡处于安全稳定状态。实践结果证明，采用边坡综合加固手段，可有效预防第四系土层类发生边坡滑坡事故，对露天矿山第四系边坡治理具有借鉴意义。     

多因素作用下的露天矿边坡稳定性分析

边坡稳定性问题关系到我国露天矿的安全生产和企业发展,得到国家和社会的广泛重视。针对某露天矿边坡,在综合分析边坡的工程概况和地质条件基础上,结合边坡工程的具体特征,采用Slide数值分析软件,考虑了自重、降雨、地震以及多重因素的耦合作用4种工况,分析了露天矿边坡的稳定性。结果表明:露天矿的上盘边坡较稳定,下盘边坡易失稳破坏;在降雨、地震作用下,边坡安全系数降低明显,特别是降雨与地震耦合作用时,应及时采取排水、防震措施。     

某铁矿露天采坑尾矿胶结充填边坡稳定性分析

针对某铁矿生产实际,尾矿库经过多年的放矿运行,存在库容不足、富余尾矿的堆存等问题,经过前期大量调研,提出南露天采坑闭坑后实施生态恢复的方案,采用露天采坑胶结堆存尾矿。采用数值模拟软件对某铁矿南露天坑尾砂充填后南北坑间岩墙稳定性进行了分析,分别考虑了地下水、地震等荷载条件以及南坑不同堆排时期、护坡层厚度等因素对南北坑间岩墙稳定性的影响。结果表明：护坡层厚度对岩墙边坡稳定性基本无影响;随着尾砂胶结堆存高度的增加南北坑间岩墙边坡安全系数基本保持恒定。通过南坑尾砂堆存后地下水+地震荷载作用下岩墙边坡稳定性分析,表明在该地区地震设防烈度条件下岩墙边坡安全系数符合设计规范要求。     

基于离散元法的抗滑桩加固顺倾节理岩质边坡抗震性能研究

以抗滑桩加固后的顺倾节理岩质边坡为研究对象,使用颗粒流软件PFC2D建立边坡数值模型,分析了边坡自然状态下的破坏模式和加固后的变形特征,通过输入真实地震波,对地震作用下顺倾节理岩质边坡和抗滑桩的动力响应和破坏模式进行了系统的研究。研究结果表明,在自然状态下的顺倾节理岩质边坡的破坏模式属于前缘牵引式,后缘垂直拉裂,滑坡内部拉剪组合破坏沿顺倾节理方向滑移,与实际情况相符;抗滑桩可降低结构面的不利影响,保持边坡整体稳定;地震荷载作用下,抗滑桩可保证边坡不发生大规模破坏,同时降低了结构面对边坡破坏模式的不利影响,讨论了不同工况下的边坡安全系数。本研究对地震诱发滑坡风险的预测和加固设计具有重要的意义。     

基于极限平衡法的弓长岭露天矿边坡稳定性分析

边坡稳定性直接关系到露天金属矿山的安全开采,弓长岭露天矿何家采区北帮一直处于蠕动变形的非稳定状态,为分析该采区稳定性,进行了工程地质分区及边坡分区,并分析了北帮边坡的破坏模式,主要表现为平面型破坏。采用Slide软件在研究区域选取2个典型剖面进行了边坡稳定性极限平衡分析,结果表明,剖面1—1’终了边坡在自然工况及地震工况条件下均处于欠稳定状态,边坡可发生台阶开裂、沉降、蠕动等变形破坏现象;剖面2—2’终了边坡在自然工况处于基本稳定状态,在地震工况条件下处于欠稳定状态。为确保生产安全,需对欠稳定坡段采取综合治理措施。     

荷载作用下采场边坡稳定性及参数敏感性研究

为研究荷载作用下影响边坡稳定性因素的敏感性,以西南某露天矿边坡为研究对象,根据采场力学特性采用有限元模拟软件GeoStudio建立模型分析荷载作用下边坡稳定性、应力应变场以及渗流场变化情况。采用IBM SPSS Statistics数据分析软件建立正交表,利用极差和方差分析影响边坡稳定性各因素的敏感性。研究结果表明:自然工况下边坡Y方向存在应力梯度,坡面拐角出现应力集中,最大应变发生在坡脚位置;不断增加降雨,岩体孔隙水压力上升,降雨条件下边坡安全系数呈正态分布;各影响因素对边坡稳定性的敏感性由强到弱依次是坡顶荷载F、粘聚力C、内摩擦角φ、降雨时长T、重度γ。研究结果为采场边坡稳定性分析提供了理论支持,为采场边坡施工设计提供了参考。     

多宝山铜矿设计境界稳定性分析及最终边坡角优化

为实现多宝山铜矿最终边坡角的优化工作,以多宝山铜矿为依托,基于矿区初步设计文件和工程地质分区,以B-B和D-D剖面为分析主体,从安全的角度分析了不同整体边坡角下的边坡最小安全系数,并给出了最终边坡角的建议值。多宝山铜矿采场初步设计境界在荷载组合Ⅰ和荷载组合Ⅱ作用下,其稳定性均不满足边坡安全要求,当边坡角在51.5°～46°范围内变化时,边坡最小安全系数随整体边坡角的减小近似呈线性增加,建议Ⅱ_2区域整体坡面角不超过46.4°,Ⅳ区域整体边坡角不超过47.8°。     

基于FLAC3D软件的极端恶劣环境下边坡稳定性分析

为了评价某西藏露天矿边坡在极端恶劣条件下的稳定性,以矿区边坡A-A剖面为典型研究对象,通过岩土力学室内试验和经验类比法确定岩体力学参数,采用ANSYS软件建立矿区边坡A-A剖面的计算模型,然后加载积雪和地震荷载,运用FLAC3D软件分析边坡的位移、剪应变增量和塑性区大小。结果表明：在开采过程中碎石土区域最大累计位移约为84.6 mm,岩质台阶面部位剪应变增量很小,为0.001以下,碎石土台阶边坡局部区域最大剪应变增量小于0.009 36,岩质台阶面部位以及碎石土边坡区域无塑性区,整体边坡以及局部碎石土区域台阶边坡稳定;在积雪和地震工况作用下,最大累计位移约为366.8 mm,岩质台阶面部位剪应变增量很小,为0.01以下,碎石土台阶边坡局部区域最大剪应变增量小于0.082,岩质台阶面部位有少量塑性区,碎石土边坡区域出现了较大的塑性区,其稳定性有所降低,但整体边坡仍能保持稳定。     

极端条件下高陡边坡多台阶安全性分析

为了评价某西藏露天矿高陡边坡台阶在极端恶劣条件下的稳定性,采用SLIDE软件建立了矿区边坡台阶的计算模型,同时加载地震载荷与暴雨荷载,分别计算岩质双台阶和三台不同结构面组合时的安全系数。结果显示,软弱结构面贯穿的台阶越多,所在台阶整体安全性就越差;作用在台阶上的荷载越多,安全系数越小;多台阶安全系数与软弱结构面面积有关,结构面积越大,台阶安全系数越小,滑坡的可能性越大;台阶安全性与软弱结构面的个数无直接关系。建议加强对边坡监测,同时对于结构面发育的地区采用挂网喷射混凝土处理,防止大气降水和风化冻融影响的劣化。     

某露天石灰石矿采场边坡稳定性研究

某石灰石矿拟对境界进行扩帮延深,为保障后续设计的可实施性及生产安全,开展终了边坡稳定性研究工作。通过工程地质调查、岩石力学实验,掌握了边坡工程地质条件、水文地质条件等影响边坡稳定性的关键因素及岩体力学参数,确定该采场边坡主要为圆弧型破坏。对不同荷载组合条件下的边坡安全系数进行计算分析,整体边坡的安全系数均大于允许安全系数,边坡稳定性能满足规范要求,验证了设计边坡参数的合理性。     

动静荷载作用下边坡的稳定性分析

以有限差分法为基础,运用FLAC2D对某边坡在静荷载和动荷载作用下的稳定性进行分析,以此来揭示静荷载和动荷载对某边坡稳定性的影响程度。计算结果表明:在动静荷载作用下,某边坡目前处于接近稳定的状态。同时若静荷载小于80kPa,则对边坡的稳定性影响较小;超过80kPa会使边坡的稳定性降低。     

地震边坡岩土体破坏特征探讨

通过理论分析与FLAC数值模拟技术,分别探讨了地震边坡岩土体应力状态及其破坏特征。研究发现：地震荷载作用下,边坡坡顶单元易产生拉应力,发生拉破坏,其最小主应力方向与水平方向几乎一致,致使坡顶常表现为陡峻拉裂面;底部单元主应力方向发生改变,处于双向受压状态,发生剪切破坏;边坡动力失稳是因拉剪滑面贯通所致。     

爆破荷载作用下岩质边坡稳定性研究进展

爆破荷载是导致边坡失稳的重要外部因素。与土质边坡相比,由于节理面的存在,爆破荷载下岩质边坡稳定性研究更加复杂。综述节理对爆破应力波传播特性的影响规律以及爆破荷载作用下岩质边坡数值计算要点,并从岩质边坡自身特点、爆破应力波振动特性以及爆破荷载与其他外界因素耦合3方面详述岩质边坡动力稳定性研究现状,总结得出节理力学性质及分布,爆破应力波振动速度、频率及其衰减规律等因素是岩质边坡极其重要的稳定因素。最后,对爆破荷载作用下岩质边坡稳定性研究进行展望,为进一步深入研究奠定基础。     

紧邻高层建筑的扶壁式挡墙边坡震动响应研究

随着经济的快速发展,交通建设规模的不断扩大,我国涌现了许多永久性人工边坡。在地震作用下边坡整体稳定性将大幅度降低,边坡支挡结构将发生较大位移,严重影响边坡的结构安全和正常使用。本文结合工程实例,利用MIDAS-GTS有限元软件模拟分析紧邻高层建筑的扶壁式挡墙边坡在地震作用下的响应情况,并根据相关文献和工程实践经验提出相应边坡加固措施。研究结果可为今后紧邻高层建筑的扶壁式挡墙边坡设计提供借鉴参考。     

爆破振动对白马铁矿露天边坡稳定性影响研究

针对白马铁矿露天边坡的稳定性受爆破振动作用影响较大这一工程难题,本文基于数值仿真与现场监测等手段,结合强度折减法按照静力、边坡自重和爆破振动等相应特征研究,求解边坡应力、位移、安全系数在不同状态下的特点。结果表明：1)仅考虑边坡自重下时的临界强度折减系数为1.72,而爆破振动荷载作用时的临界强度折减系数为1.58,相对静力条件下爆破振动荷载作用时的强度折减系数减小了8.14%;2)构建水平振动速度与强度折减系数间关系,以此为基础求解了及及坪采场东部边坡安全振速为12.14 cm/s,临界振速为15.71 cm/s。本文研究成果可为同类金属露天矿山边坡稳定性判别分析、爆破振动对边坡的影响分析提供一定的借鉴与参考。     

尾矿坝地震荷载作用下的数值模拟方法

利用有限差分法计算程序FLAC^2D 对尾矿坝在地震荷载作用下进行了数值模拟,采用Finn动本构模型分析了尾矿坝在地震荷载作用结束时的位移及应力,为尾矿坝在高烈度地震区的安全稳定性提供了数值模拟的方法及设计参考依据。     

岩性劣化对露天矿山边坡稳定性的响应规律

针对岩性条件劣化导致边坡稳定性下降的问题,以某露天矿山边坡为研究对象,运用SIR-20型地质雷达探测矿山滑坡体内部缺陷,并结合Slide软件模拟分析了不同岩性条件下边坡稳定性的变化规律。结果表明：软弱夹层、降雨入渗和爆破动荷载等内外因共同作用造成边坡岩性劣化,进而导致边坡后期出现滑移失稳;黏聚力c值降低是岩性劣化过程中的主要力学表现,安全系数与c值呈部分抛物线关系,且c值降为50 kPa是边坡特殊工况的失稳临界值。在综合分析矿山运行特征和岩性劣化条件基础上,提出通过减小上部第四系台阶坡面角和最终边坡角提高其永久稳定性的建议,安全系数经验证符合要求。研究结果可为矿山后期安全开采和边坡控制参数取值提供重要依据。