边坡渐进破坏三维可靠性分析

本文从三维观点出发,对边坡的渐进破坏进行了系统研究。渐进破坏是沿着临界滑面在空间上连续发展的过程,以抗剪力与剪力之差定义安全余量,用破坏转移概率判别破坏区的渐进扩展。将粘聚力、内摩擦角、水压力参数看作是相关的且服从正态分布的随机变量,各条柱的安全余量服从正态分布,破坏区与其周围条柱安全余量的联合分布认为是二维正态的。用Rosenbluth法计算各安全余量的均值和方差。本文最后对某露天煤矿的滑坡实例进行了计算分析,其结果与实际观测及边坡破坏的机理试验有很好的一致性。     

岩体边坡渐进破坏的物理模拟和数值模拟研究

为了揭示岩体边坡渐进破坏的机理,在对边坡渐进破坏进行物理模拟的同时,应用FLAC软件对边坡渐进破坏过程进行了数值模拟。研究表明,只有将物理模拟和FLAC数值模拟相结合,才能既从表象上又从本质上揭示出边坡渐进破坏的机理。     

岩体边坡渐进破坏的物理模拟和数值模拟研究

为了揭示岩体边坡渐进破坏的机理,在对边坡渐进破坏进行物理模拟的同时,应用ＦＬＡＣ软件对边坡渐进破坏过程进行了数值模拟。研究表明,只有将物理模拟和ＦＬＡＣ数值模拟相结合,才能既从表象上又从本质上揭示出边坡渐进破坏的机理。     

节理岩体边坡渐进破坏的试验研究

岩体边坡是含有大量裂隙且服从统计规律的损伤体。应用自行设计的底摩擦试验机，对只考虑自重作用的节理岩体边坡渐进破坏规律进行了模拟试验研究，得出了1组节理、2组节理的边坡渐进破坏的规律，其试验结果对确定节理岩体边坡破坏模式具有指导意义。     

节理岩体边坡渐进破坏的数值模拟研究

岩体边坡是含有大量裂隙且服从统计规律的损伤体。本文引入虚拟节理,应用数值模拟软件(UDEC2D),对只考虑自重作用下节理岩体边坡渐进破坏规律进行了数值模拟研究,得出了单组节理岩体边坡渐进破坏的规律,其模拟结果对确定节理岩体边坡破坏模式具有指导意义。     

利用可视化快速神经网络评价边坡的稳定性

介绍了可视化快速神经网络的特点及设计。以大量的边坡实例为样本,利用该网络,对具有潜在圆弧形破坏和楔形破坏的这坡进行稳定性计算。计算结果说明神经网络对边坡稳定性状态能够作出准确的判断。     

胜利露天矿边坡工程渐进性破坏分析研究

岩石的流变性是导致边坡变形破坏的重要力学性质之一。边坡的变形破坏与岩石的流变性密切相关，且大多都具有渐进性。为了揭示边坡工程渐进破坏的机理，结合露天矿山工程实际边坡，通过应用数值模拟软件对边坡渐进破坏过程进行分析，对露天边坡塑性区出现的时间以及演化特征展开系统研究。结果表明：露天边坡塑性区出现的位置和范围与时间存在着直接关系|露天矿边坡的失稳破坏并不是瞬间便发生整体破坏的，而是由局部破坏逐渐扩展以致贯通渐进过程，进而指导露天矿山的安全生产。     

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ArcGIS和ICMP的矿山边坡自动数值建模与分析研究

以晋宁磷矿露采边坡为例,利用ArcGIS软件建立了边坡三维地层可视化模型,开发了转化插件;从三维地层模型截取典型二维地质断面,导出二维断面地层几何信息及材料信息;利用独立覆盖无网格质点法实现了从ArcGIS地层模型到数值计算模型的自动建模,并对该露采边坡典型断面进行了稳定性分析。应用实例验证了研究方法的正确性、实用性,及其良好的工程应用前景。     

含双裂隙组灰岩边坡渐进失稳过程分析

利用离散元MatDEM软件二次开发功能建立了含双裂隙组的灰岩边坡数值模型,重点关注边坡位移和摩擦热的变化情况,分析了含双裂隙组灰岩边坡的渐进失稳过程,再与矿山现场位移监测数据和边坡坡顶破坏模式进行对比。结果表明,含双裂隙组灰岩边坡的破坏过程在竖向裂隙的影响下是一个由表及里逐步“剪切滑移-张拉断裂”的渐进失稳过程,依据滑移面的数量可分为裂隙贯通、初层滑动、二层滑动和三层滑动4个阶段。数值模拟结果与矿山现场监测数据一致,证实了MatDEM软件在研究裂隙边坡破坏模式上的可适用性,可为矿山未来的监测和治理提供参考。     

基于FLAC平台的岩体边坡渐进破坏模拟分析

岩体边坡的强度不均匀性和局部应力集中是客观存在的,破坏往往产生于薄弱部位,而后逐渐发展造成岩体边坡的整体失稳。应用岩土分析软件FLAC~(3D)的单元力学参数赋值、单元破坏状态查询等FISH语言函数,编制了单元初始随机强度赋值与峰后残余强度置换的FISH语言程序,实现岩体边坡渐进破坏的FLAC~(3D)模拟。以大孤山露天矿东南帮边坡为工程背景建立了模拟计算简化模型,在-450 m水平开挖形成最终边坡体时有少量坡脚单元出现了塑性流动破坏,但不同强度随机样本边坡的数量和位置则有所不同,按传统评价方法可以判定边坡是稳定的。将进入塑性流动状态的单元置为残余强度后继续进行模拟计算,则坡脚破坏区逐渐增大,最后发展为边坡整体失稳。因此数值模拟时考虑岩体的强度随机性及峰后残余强度是非常必要的,岩体边坡的渐近性破坏模拟分析更贴近客观实际。     

露天矿节理岩质边坡稳定性分析

针对弓长岭露天铁矿东帮节理岩体边坡的结构特征,使用3GSM三维岩体不接触测量系统,进行了结构面调查及统计分析,获取了结构面倾向、结构面倾角以及节理迹长、节理间距的详细统计数据。基于Monte-Carlo随机模拟方法,使用结构面网络模拟的软件Frac Sim3D,得到节理岩体的三维网络模型。在建立的三维网络模型基础上,采用钻孔取样方法获取节理岩体的岩体质量指标RQD,结合现场点荷载强度试验,进而获取RMR指标,基于Hoek-Brown经验方法得到节理岩体的抗剪强度参数。通过FISH语言编程实现了对复杂节理岩体的精细建模,采用离散元软件UDEC对边坡进行稳定性分析。结果表明:边坡整体处于稳定状态,局部发生岩体变形,受顺倾结构面控制,边坡顶部岩体沿结构面产生楔体破坏,局部散体区域出现掉块现象。     

边坡临界失稳状态的判定标准

为了建立边坡临界失稳状态的统一判据,对同一算例分别实施3种判据：塑性区贯通判据、计算不收敛判据、位移突变判据.采用拉格朗日元法对边坡进行弹塑性稳定分析,将3种判据得到的安全系数与Janbu法的结果进行对比.结果表明：塑性区贯通并不一定产生边坡失稳,该判据得到的安全系数偏小;计算不收敛判据得到的安全系数与Janbu法十分接近,但其无法反映边坡的变形过程,且具有一定的人为任意性;位移突变判据确定了边坡稳定形态与折减系数的定量关系,通过双曲线方程拟合可方便地得到安全系数,其求解精度高,物理意义明确.     

不同坡面形态滑坡的稳定性分析

为了研究坡面形态对滑坡稳定性的影响,设计3种坡度、2种坡高共6组试验,对不同坡面形态的滑坡进行了物理模拟试验,通过抬升试验模型槽模拟滑坡失稳破坏的过程,记录破坏过程和破坏时的临界破坏角度,分析了不同坡型滑坡的稳定性和破坏情况。试验结果表明,相同坡度、相同坡高的情况下,凸坡所需抬升角度最低,其稳定性最差,凹坡最高,其稳定性最好,且凸坡破坏时更易发生分级启动。从滑坡表面角度和滑体重量进行理论分析,对试验结果进行解释。采用稳定性计算获得不同坡度下不同坡面形态滑坡的稳定性系数,结果为凸坡稳定性系数最低,凹坡稳定性系数最高,计算结果与试验结果相同,由此可得在坡度、坡高、纵曲率均相同的条件下,凸坡稳定性最差,直线型坡次之,凹坡稳定性最好。     

司家营露天矿边帮潜在破坏模式分析及重点区域治理方案

利用RG电视测井仪和3GSM三维岩体不接触测量技术,对采场进行了矿岩体裂隙和结构面数字摄影测量, 分析了边坡岩体结构面特征。以典型剖面为例进行了滑坡赤平极射投影运动分析, 对采场边坡潜在破坏模式进行分区, 结合FLAC^3D软件的矿区边坡整体及重点区域稳定性分析结果, 提出了适用于该矿山的边坡加固方案, 并通过数值计算分析确定具体优化参数及最终境界锚固方式。研究结果表明:矿区东帮 N24~N28线为重点治理区域, 其主要破坏模式为顺层滑移, 即平面破坏模式, 原有加固方式存在优化空间。     

边坡层状岩体三维横观各向同性数值分析

建立层状岩体的三维横观各向同性连续介质力学模型,把三维Hoffman强度准则引入到层状边坡稳定性分析中,模拟不同岩层倾角下三维边坡破坏模式。结果表明：岩层为水平分布,剪应力起主导作用,易发生以剪切为主的损伤破坏;岩层为竖直分布,主应力起主导作用,易发生以拉应力为主的倾倒破坏;当层状岩体的走向与坡面走向一致,岩层倾角在0°~90°变化时,岩体从剪应力为主的破坏到拉剪组合破坏再到以拉应力为主的破坏过渡。另外,顺倾岩层的边坡更容易发生剪切滑移型破坏,而反倾岩层的边坡整体不易发生剪切滑移破坏,多存在局部小范围损伤,整体相对较稳定。研究结果可为层状岩体边坡的设计、支护和监测提供借鉴意义。     

基于FEM-RSM-GA的边坡可靠度计算方法研究

用随机有限元法计算实际边坡工程的可靠度和破坏概率需解决的关键问题是计算精度和运算效率。提出了基于FEM-RSM-GA的边坡工程的稳定性可靠度计算方法,以FLAC3D强度折减法(SRM)计算边坡工程的安全系数,建立响应面函数,利用遗传算法对可靠度指标和破坏概率优化求解。通过算例表明:该方法计算量小,用时少,可靠指标和破坏概率的相对误差分别为3%和6%,能满足实际边坡工程需求。     

某露天采坑三维边坡稳定性评价及处治对策

为确保仓上露天采坑在尾矿堆填过程中的安全稳定,基于现场调研和工程地质勘察成果,分析了露天采坑边坡变形破坏的特征.应用MIDAS/GTS-FLAC3D耦合建模新方法,构建了露天采坑工程地质模型和三维计算模型;通过对该露天采坑边坡变形破坏过程进行数值模拟分析,揭示了环状采坑三维边坡变形破坏机制,预测了边坡变形的关键部位.最...     

岩质高边坡破裂面的分析及综合应用

岩质高边坡 ,存在着一个急需解决的基础理论问题 ,即边坡岩体潜在滑动面的有效确定。该文结合工程实例 ,综合分析研究了岩质高边坡的潜在滑动面。首先根据室内测试和岩体力学参数估算结果 ,运用摩尔-库仑破坏准则计算边坡岩体的破裂角 ;其次 ,运用弹塑性有限元数值模拟方法进行了变形破坏规律研究     

胜利露天矿东帮南部滑坡机制的探讨

分析滑坡的形成机制是进行有效治理的前提。文中在分析胜利露天矿东帮南部滑坡的影响因素的基础上,对滑坡的变形破坏模式,破坏过程和软弱面的形成进行了探讨,认为胜利露天矿东帮南部滑坡是由第四系潜水引起的第四系沉积层圆弧滑动和第四系沉积层、下部泥岩的圆弧—顺层滑动,为进行有效的治理提供了一定的理论依据。