基于FLAC~(3D)的边坡开挖稳定性数值模拟

基于城市边坡稳定的重要性,结合实际地层组合的边坡地质条件,本文利用FLAC~(3D)数值模拟软件建立模型,对比分析开挖前后塑性破坏发展趋势、边坡稳定系数变化规律、水平位移和竖向沉降变化情况;结合有限元强度折减法分析某一安全系数下,边坡内的应力场、应变场、塑形区的变化,并基于库伦摩尔判定准则,确定边坡的极限平衡状态和潜在滑移面的位置;通过布置监测点,检测在某一安全系数下,滑动面不同位置的应力、应变、滑动横竖向位移的变化曲线,并绘制不同位置上的应力、应变、位移变化曲线;通过数值模拟与理论计算相结合的方法,综合模拟分析该边坡在开挖前后各个位置潜在的危险程度,为相似边坡工程提供理论参考。     

水位上升非饱和土边坡稳定性分析

针对渗水对黑岱沟排土场边坡稳定造成严重威胁开展研究,基于饱和-非饱和渗流理论,在考虑毛细水作用的基础上,采用FEPG软件模拟积水入渗导致边坡内部水位线上升的过程,并通过极限平衡法分析边坡安全系数随地下水位上升的变化情况。研究表明:随着地下水位缓慢上升,边坡稳定系数先减小再增大,门槛水位处边坡稳定系数最小。     

爆破震动及结构面渐进破坏对边坡稳定性影响

为了研究爆破震动及结构面渐进破坏对于边坡稳定性的影响,掌握爆破震动过程中的致损机理及稳定系数变化规律,根据结构面抗剪强度退化机理,明确了渐进破坏过程中抗剪强度变化规律;结合爆破动载荷的作用机理,修正了震动条件下抗滑力、下滑力的计算公式;基于此,推导出了平面和折面滑坡模式的时效稳定系数计算方法,并对哈尔乌素露天矿北端帮边坡稳定性进行研究。结果表明:结构面完好和贯通时的稳定系数分别为1.348和1.173。结构面渐进破坏过程中,边坡稳定系数呈线性递减,且递减的速度与岩体的黏聚力C呈正比;爆破震动作用下,边坡时效稳定系数以初始稳定系数为中心,响应震动加速度上下波动;爆破震动和结构面渐进损伤耦合作用下,边坡时效稳定系数在波动变化的同时呈现整体下滑趋势。     

基于粒子群算法与RBF神经网络的露天矿边坡稳定系数预测

为准确构建边坡稳定影响因素与稳定状态之间的复杂非线性函数,基于粒子群算法全局搜索能力及RBF神经网络非线性变换和局部逼近能力,提出了一种基于粒子群算法与RBF神经网络的露天矿边坡稳定系数预测方法.实践应用表明:与单纯的RBF神经网络方法相比,基于粒子群算法与RBF神经网络预测露天矿边坡稳定系数精度可靠、性能稳定.     

基于ABAQUS的边坡稳定性影响因素分析

为了分析不同因素与边坡稳定性的相互关系,借助了ABAQUS有限元模拟软件通过强度折减法,采用控制变量的方法建立了仿真模型,分析了弹性模量、容重、边坡高度、坡面角、粘聚力以及内摩擦角单因素变化对边坡稳定性的影响,得到了不同参数下安全系数随影响因素数值变化的规律。计算结果表明:弹性模量的变化对边坡的稳定性影响不大,岩土的容重、边坡高度和坡面角与边坡安全稳定系数呈线性负相关,岩土的粘聚力和内摩擦角与边坡安全稳定系数呈线性正相关。     

非饱和土边坡渗流特性和稳定性研究

基于某实际边坡工程,利用有限元软件对该工程进行模拟,研究了地下水位变化和降雨入渗对边坡稳定的影响。主要得到以下结论:在边坡水位上升过程中,边坡稳定性系数首先缓慢变小,随后快速变大;在水位上升高度一致的情况下,边坡的最终稳定性系数随着水位上升速率的增大而增大。在边坡水位下降过程中,边坡的稳定性系数首先迅速减小,随后逐渐增大并趋于稳定;当下降水位的高度一定时,水位下降越快库岸边坡的最终稳定性越差。边坡的稳定性随着降雨强度的增大越来越差,且边坡稳定性系数下降速率也越来越大;边坡的稳定性系数随着降雨时长的增大而减小。     

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。     

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。     

安太堡露天矿运煤巷道安全性研究

针对安太堡露天矿运煤巷道的安全性,运用拉格朗日差分法和极限平衡法进行数值模拟分析与稳定性计算,得出了不同开采阶段边坡岩体单元状态的变化过程;稳定计算结果表明:采空区及运煤巷道的存在使边坡稳定系数降低,但未使安太堡露天矿边坡稳定系数降至安全储备系数以下;原煤运输巷道的存在不会对安太堡露天矿边坡造成威胁,同时安太堡露天矿边坡如能保持稳定,则不会对原煤运输巷道形成危害。     

猫儿沟露天矿外排土场边坡稳定性评价

为分析猫儿沟外排土场边坡稳定情况,基于猫儿沟露天矿现场的实际情况,提出了通过地质勘探、补充勘探及资料整合来确定外排土场边坡工程简化模型。在精确掌握外排土场边坡工程地质条件的情况下,采用有限元软件对外排土场边坡进行了数值模拟,结果表明其主要变形破坏模式为单台阶段高较高导致的坍塌和排土场边坡内部圆弧滑动,稳定计算结果显示其稳定系数满足安全储备系数要求,但不具备进一步增高条件。     

边坡隔水层形成后的水压分布及稳定性

为研究边坡中形成隔水层之后的水压力分布规律及稳定性变化情况,揭示软岩边坡稳定性的变化特点,采用力学分析方法建立了隔水层形成后的水压分布模型,结合数值模拟方法揭示了隔水层形成后的边坡稳定性变化规律。以我国北方某软岩露天矿为例进行了分析,结果表明:当隔水层较薄时,边坡稳定系数呈下降趋势;当隔水层较厚时,边坡稳定系数呈现小幅增长的趋势。上述研究结果对于矿区边坡稳定分析有一定的参考价值。     

基于Bishop法的露天矿边坡稳定分析与实现

为了提高Bishop法在露天矿边坡稳定分析中的准确性,根据圆弧滑动的数值解研究,提出了一种更为合理的最危险圆弧滑面搜索方法,并从理论上作了分析和论证.修正了在半径长度按设定步长递增时,圆心坐标的移动形式,推导了半径的准确变化范围以及拉裂距离变化范围,并确定了其与帮坡高度、帮坡角的变化关系.确定滑块内黏聚力、内摩擦角、重度时考虑了层状结构岩层的影响,更趋近于实际情况.提出了露天矿边坡圆弧滑动稳定系数及最终帮坡角的确定在计算机程序中的实现过程,包括危险滑面的搜索、层状边坡的特殊处理等,并介绍了算法流程.编写了简化Bishop法计算露天矿边坡稳定系数及最终帮坡角的VB语言程序.检验结果既能得出符合露天矿边坡设计要求的帮坡角及其稳定系数,还能查看不同帮坡角对应的稳定系数.     

库水位变化速率对非饱和边坡稳定性影响分析研究

库水位变化是库区边坡稳定最关键的外在因素.对库水位不同上升幅度和下降幅度对非饱和边坡稳定性影响进行数值摸拟,定量研究非饱和边坡稳定系数与库水位变化幅度规律,当库水位上升时,边坡安全系数先变大到峰值后下降后趋缓,当库水位下降时,速率越大安全系数下降越快,安全系数下降趋缓.     

岩体蠕变对露天矿边坡稳定性的影响

为了研究岩体蠕变对边坡稳定性的影响,评价露天矿边坡服务周期内的安全性,根据时效边坡理论及岩体蠕变规律,分析了边坡岩体力学参数的长期强度表达式;基于极限平衡法中的简化Bishop法,推导出了圆弧滑坡时效稳定系数的计算公式;得出了稳定系数随蠕变时间增长呈指数递减的规律。对哈尔乌素露天矿端帮靠帮开采过程的时效稳定性进行研究的结果表明：在相同岩性参数的基础上,随着边坡角的不断增大,端帮边坡的整体稳定系数呈线性下降,剪应变及应力集中于高陡台阶底部,塑性贯通区呈圆弧状;随着蠕变时间的增长,不同几何形状边坡的稳定系数均呈现相同的衰减规律。岩体蠕变特性会造成岩体抗剪强度及边坡稳定系数随时间延长而呈指数规律衰减。准确把握岩体蠕变特性,可预测边坡的有效服务时间,具有非常重要的工程价值。     

某露天矿北外排土场稳定性分析

基于某露天矿现场踏勘资料和排土场设计资料,建立工程地质模型,采用数值模拟分析边坡破坏机理,采用极限平衡法计算边坡稳定性系数,分析该露天矿北外排土场边坡的变形程度和稳定性。研究结果表明:北外排土场变形主要表现为单台阶片帮、排土场内部圆弧滑动、排土场沉降;排土场整体稳定系数大于安全储备系数要求,不易出现整体滑坡。     

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。     

基于车辆荷载的露天矿道路边坡稳定性分析

为了研究车辆荷载作用下露天矿道路边坡稳定性,对露天矿道路及车辆特点进行总结,基于极限平衡法推导出车辆荷载作用下的露天矿道路边坡稳定性分析方法,并对安家岭露天矿运输道路进行分析。研究结果表明:端帮道路边坡稳定系数为1.042,内排土场运输道路稳定系数为1.120,中间桥的稳定系数为1.173。将端帮路边坡角降低至70°时,稳定系数提高至1.120,中间桥宽度增大至40 m以上时,稳定性可提高至1.20以上,可满足运输安全要求。     

抚顺西露天矿西帮人车卷滑坡稳定分析和边坡破坏变形预测

通过抚顺西露天矿西帮人车卷边坡变形和滑坡分析，揭示了露天开采边坡失稳演变的过程；研究了边坡稳定系数衰减与位移速率变化两者间的关系；用灰色系统理论进行了边坡的滑坡预测。     

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。     

露井联采条件下采动边坡的变形机理研究

通过对露井联采下采动边坡的分析,建立采动边坡梁模型,根据梁的受力及变形,得出梁变形产生拱的范围,即影响边坡范围;利用顶板破断后形成的沉陷范围,给出了采动边坡稳定系数计算方法,并得到最安全采深,结合安家岭露井联采的实践及边坡位移监测,得出902工作面采动下边坡稳定系数为1.38,最大安全采深为309 m。研究结果表明,露井联采条件下采动边坡变形是由于顶板变形引起的岩层倾角变化引起的,可为露井联采采动边坡稳定治理提供理论依据。