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。     

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。     

眼前山露天矿边坡岩体损伤规律研究

综合运用损伤力学、断裂力学、FLAC-3D及三维节理网络模拟等理论与技术,建立了三维节理岩体损伤演化的分析模型和计算程序,使节理岩体损伤断裂分析与岩体边坡开挖数值模拟有机地结合在一起,为研究探讨节理岩体边坡损伤演化规律提供了一种方便实用的方法.通过对鞍钢眼前山露天铁矿南帮边坡的模拟分析,定量揭示了露天矿边坡节理岩体伴随采矿开挖的损伤劣化的演化规律,为评价露天矿边坡稳定性与可靠性的动态变化规律奠定了基础.     

节理岩体爆破破坏模式的机理分析及数值模拟

节理的存在是岩体明显区别于岩石的一个重要特征,也是导致岩体具有非均质性及各向异性的一个重要因素。在对节理影响岩体爆破破坏模式的机理进行分析的基础上,利用能够很好模拟岩体内节理分布及裂纹产生与扩展的一种新的数值方法--数值流形方法,对3种不同节理岩体,即无节理岩体、均布水平节理岩体、均布垂直节理岩体等在均布于垂直于圆周方向上的爆炸荷载作用下的破坏过程进行了模拟。由模拟结果可以明显看出,节理的存在对岩体的破坏模式起到了关键性的控制作用,完整岩体的破坏形式呈现出了很好的对称性,而水平及垂直节理岩体的破坏模式在很大程度上是受到节理分布的控制。     

基于RFPA的露井联采下边坡破坏机理分析

为了研究露井联合开采条件下的岩层活动规律,对边坡破坏机理进行深入分析,根据某矿露井联合开采的技术条件和岩土体力学性质等参数建立数值计算模型,运用真实破裂过程分析软件(RFPA)对边坡岩体随工作面推进时的变形、破坏情况进行了数值模拟。通过对不同平盘位移量的分析,验证了水平煤层露井联采条件下边坡岩体破坏规律存在3个破坏分区。根据分区情况对边坡岩体的破坏特征进行分析,进而对整个边坡的稳定性进行评价。     

裂隙岩体加锚剪切试验及边坡岩体模拟研究

采用变角板法进行室内剪切实验,探讨了锚杆加固节理裂隙试件的力学机理,同时结合数值模拟对锚杆控制节理裂隙边坡岩体的变形进行了分析。研究表明:锚杆加固不仅能提高节理裂隙岩体的整体性,而且在工程实际应用中能很好控制节理裂隙边坡的变形量。     

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。     

露天矿节理参数敏感性研究及边坡稳定性分析

随着新疆金宝铁矿的不断开采,一些不利于边坡稳定性地质构造被逐渐揭露,增加了边坡的不稳定性,致使现场边坡出现了多种模式的破坏,对矿山生产与人员安全造成了严重威胁。为研究该矿边坡大量揭露的节理对边坡稳定性产生的影响,首先采用三维摄影不接触测量方法测定了边坡岩体结构面的几何参数,结合工程地质条件与边坡几何要素,将边坡岩体进行了质量分级分区,根据岩石力学试验确定了各分区边坡的岩体力学参数;然后运用正交试验法,量化了节理倾角、内摩擦角、黏聚力、抗拉强度和刚度对滑坡概率的贡献程度,得到了节理参数对边坡稳定性的影响规律;最后基于有限元极限平衡法对Ⅳ-1区域边坡进行了模拟计算,并给出了稳定性评价结果。研究表明:边坡节理倾角、内摩擦角、黏聚力是控制滑坡破坏模式的主要因素,金宝矿Ⅳ-1区域边坡处于稳定状态。     

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。     

冲击动载下锚固节理岩体剪切破坏模拟研究

为探究冲击动载下不同节理角度对锚固节理岩体剪切破坏的影响规律,基于ABAQUS软件开展了动载冲击下不同节理角度锚固岩体的动态剪切数值模拟研究,系统分析了动载冲击下锚固节理岩体的剪切破坏演化过程及锚杆发生剪切破坏时的切应变、切应力与剪切位移,并依据理论分析提出了最优锚固角方案。研究结果表明：动载冲击过程中,锚杆与岩体在不同冲击时期分别提供了不同程度的锚固系统抗剪力;当锚固岩体节理角度为60°时,锚杆发生剪切破坏所产生的切应变、切应力与剪切位移最大,90°次之,45°最小;通过最佳锚固角估算公式验证了最优锚固角在60°至70°范围内。研究成果对动载巷道节理岩体的加固工程具有一定的指导和借鉴意义。     

密集节理化岩体边坡破坏反分析的实用方法(一)

在边坡截切密集节理化岩体的场合,可能因大型节理与小型节理的联合而穿经岩体和岩石物质发生破坏。这类岩体强度的测定非常困难,因为实验室试验的代表性试样尺寸太大。这个困难可以通过采用非线性岩体破坏准则,或这样边坡的反分析估计岩体强度而得以克服。本文就服从非线性破坏准则(而不是线性破坏准则)的密集节理化岩体中开挖边坡所调动的抗剪强度参数的反分析提出实用方法和计算机程序。     

基于三维摄影测量地质调查的边坡破坏模式分析

边坡安全是露天矿山安全生产的重要环节,准确计算分析边坡稳定性必须了解岩体节理产状。通过三维摄影测量系统进行工程地质调查,查明了图木尔廷-敖包锌矿岩体节理裂隙产状,并对每种岩体的节理裂隙进行了分析,得出了其可能导致的边坡破坏模式,为边坡稳定性计算提供了基本依据。     

密集节理化岩体边坡破坏反分析的实用分析（一）

在边坡截切密集了理化岩体的场合,可能因大型节理与小型节理的联合而穿经岩体和岩石物质发生破坏。这类岩体强度的测定非常困难,因为实验室试验的代表性试样尺寸太大。这个困难可以通过采用非线性岩体破坏准则,或这样边坡的反分析估计岩体强度而得以克服。本文就服从非线性破坏准则（而不是线性破坏准则）的密集节理化岩体中开挖边坡所调动的抗剪强度参数的反分析实用方法和计算机程序。     

节理岩体巷道支护作用机理的离散元模拟研究

采用离散元程序UDEC对某矿山节理岩体巷道锚喷支护效果和围岩及支护结构的作用机理进行数值分析,再现了巷道楔形块体破坏的力学过程,分步模拟了喷浆支护和锚喷支护的不同效果,并系统地研究了节理岩体巷道在喷浆支护、锚喷支护施工后围岩与支护结构的作用机理及力学状态。得出结论:即锚喷支护是解决节理岩体支护的有效手段之一,也证实了UDEC是一种很好的数值分析软件,特别适用于模拟节理岩体的变形问题研究。     

节理岩体巷道支护作用机理的离散元模拟研究

采用离散元程序UDEC对某矿山节理岩体巷道锚喷支护效果和围岩及支护结构的作用机理进行数值分析,再现了巷道楔形块体破坏的力学过程,分步模拟了喷浆支护和锚喷支护的不同效果,并系统地研究了节理岩体巷道在喷浆支护、锚喷支护施工后围岩与支护结构的作用机理及力学状态。得出结论:即锚喷支护是解决节理岩体支护的有效手段之一,也证实了UDEC是一种很好的数值分析软件,特别适用于模拟节理岩体的变形问题研究。     

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     

露天煤矿顺层蠕动边坡变形失稳分析方法

本文从蠕动边坡岩体的工程地质模型研究入手,深入分析蠕动变形破坏现象和破坏机制,以及软弱结构面蠕变规律。利用粘弹塑性有限元及离散元数值模拟分析技术,探讨了蠕动边坡体的稳定分析及滑坡时效预测方法。     

节理岩体边坡采动损伤与可靠性分析

为定量分析节理岩体边坡的采动损伤对边坡可靠性的影响,通过对大孤山铁矿下盘混合岩边坡进行现场勘测与模糊C均值聚类优化分析,确定了岩体2组优势节理的倾向、倾角、迹长和密度的随机分布参数。利用Hoek-Brown强度准则参数m和s与岩体质量分类指标GSI和扰动系数的关系,采用Monte-Carlo模拟抽样技术获得了节理岩体强度的随机分布参数。建立了节理岩体损伤与扰动系数D的联系,应用Kawarnoto损伤张量对采动损伤进行了数值分析,并根据Rosenblueth原理获得了扰动系数D以及反映时空效应和各向异性的岩体强度随机分布参数。基于此,定量分析了大孤山铁矿下盘混合岩节理岩体边坡采动损伤的时空变化特征及其对边坡稳定性的影响。结果表明,采场底标高从-87 m降至最终-450 m时,坡顶至-87 m水平同一高度滑弧可靠性指标相对下降7.7%,原因为采场下移导致节理岩体损伤加剧、强度降低所致,并且危险滑面逐渐向坡面偏移,与坡面近处岩体的损伤较大相关。     

高原梯度带地区碎裂岩边坡的地震破坏过程分析

针对高原梯度带地区地震诱发碎裂岩边坡变形破坏问题,采用 UDEC软件对地震波４５°斜入射作用下碎裂岩边坡的破坏进行了数值模拟.结果表明,边坡的变形破坏可以分为３个阶段:在地震波作用下,坡顶处的裂隙首先发育并迅速发展,边坡上部岩体被结构面切割而损伤破裂,完整性差,开始出现局部滑动;随着裂隙扩展贯通至节理面处,形成控制性结构面,边坡整体稳定性迅速降低,坡顶岩体开始局部下滑;随着岩体破碎严重区域增加,坡面上岩块以滑坡和崩塌２种形式掉落,形成堆积体,滑动区域逐渐扩展至边坡中下部,直至整体失稳破坏.地震动荷载对边坡的影响区域可分为破坏区和损伤区,破坏区对地震的动力响应明显大于损伤区;坡角和结构面倾角对边坡的变形破坏特征也有影响,坡角、结构面倾角越大,边坡变形破坏越严重.