随机场模型下相关距离及参数变异系数对边坡稳定可靠度的影响

由于土体的不均匀性和不确定性,土性参数在空间上表现为各向异性。为了研究土性参数各向异性对边坡可靠度的影响,采用C++语言通过局部平均法对二维随机场进行离散,得到协方差矩阵;输入参数的均值与标准差,建立了边坡随机场计算模型。结合有限差分强度折减法和响应面法与Monte-Carlo法,对比分析了模型相关距离以及土体黏聚力变异系数对边坡可靠度的影响规律。结果表明:根据随机场计算模型,在相同土体黏聚力变异系数下,随模型相关距离增大,边坡失效概率变化随之增大;在随机场计算模型相关距离相同时,边坡失效概率随着土体黏聚力变异系数的增大而呈现出上升趋势;相较与水平方向,随机场计算模型中垂直方向的相关距离变化对可靠度的影响程度更为明显。     

引江济淮膨胀土边坡强度特性和稳定性研究

膨胀土边坡常常发生失稳破坏,其强度和稳定特性一直是膨胀土研究领域的重要课题。以引江济淮试验段工程为研究背景,通过室内往复干湿循环试验,开展膨胀土强度特性研究,探索膨胀土边坡失稳原因,并利用Geo-Studio仿真软件进行算例验证。在上述研究的基础上,继续进行膨胀土边坡防裂隙加固法的有效性验证。研究结果表明,膨胀土的抗剪强度（内聚力、内摩擦角）随着干湿循环次数的增加而逐渐减小。内聚力c的衰减主要发生在第1～2次干湿循环过程中,随后c值逐渐趋于稳定。内摩擦角φ受干湿循环的影响没有明显规律性,其衰减幅度要小于内聚力c;随着干湿循环的进行,土体裂隙不断开展,而裂隙开展才是膨胀土强度降低继而引起边坡失稳的重要原因;通过对换土及土工膜覆盖2种加固工法的算例验证,表明防裂隙法能对膨胀土边坡的加固起到良好作用。     

多层边坡可靠度计算随机响应面法及配点方法研究

边坡稳定性受工程地质力学特征、坡体几何特征以及施工扰动等复杂因素影响,其力学响应通常呈现非线性特点,造成其可靠度计算缓慢且准确性不高。因此,提出将有限元滑面应力法和多项式混沌展开(PCE)相结合,构建随机响应面法,实现边坡可靠度精细计算。以固戍水质净化厂二期工程多层边坡工程为例,验证该方法的有效性。在此基础上,开展多层边坡失效概率对各层岩土材料剪切强度参数(c和φ)相关性的敏感性研究以及配点方法分析。结果表明:该方法能够有效提高可靠度分析计算效率,并保证精度,且灵活多变,具有广泛适用性;边坡整体可靠度对不同层的c-φ相关性的敏感性显示出明显差异,可靠度对最下层坡体c-φ相关性最为敏感,忽略下层坡体c-φ相关性或许会对失效概率产生误判;对比不同配点方法对响应面计算精度的抽样效果。通过对比可靠度结果可知,按计算精度从高到低排序,依次是改进LHS、LHS、概率配点法。     

石头坪黄土高边坡稳定性的可靠度及敏感性分析

以兰州金城公园二期石头坪景区东侧典型边坡为研究对象,将边坡土体物理力学参数视为随机变量,采用蒙特卡洛随机抽样法及极限平衡法,分析了天然工况和暴雨工况条件下边坡的可靠度指标、失效概率,也分析了边坡安全系数对参数(c,φ,γ)的敏感性。结果表明:暴雨工况边坡可靠度指标明显低于天然工况,失效概率比天然工况明显增大;边坡的安全系数对土体的内摩擦角φ最敏感,粘聚力和重度γ次之,且与土体的内摩擦角φ、粘聚力c呈正相关关系,而与土体重度γ呈负相关关系。综合分析,两种工况边坡均处于稳定状态,适宜景区建设。     

边坡稳定性因素敏感性分析及可靠度研究

结合定值法和不确定方法,研究了边坡稳定性因素的敏感性及参数对可靠度的影响规律。在GeoStudio有限元应力法的基础上,提出一种新的耦合分析方法对均质边坡进行敏感性分析;根据定值法分析结果,采用蒙特卡罗法研究了不同随机变量的变异性和强度参数相关性对可靠度的影响规律。结果表明,边坡稳定性影响因素的敏感性顺序依次为:粘聚力、内摩擦角、坡高、容重和坡角。可靠度指标和失效概率随变异系数及c-φ相关系数的变化呈现规律性。假设参数变异性一定时,将敏感性较大的因素作为随机变量,计算得到的可靠度指标较小,失效概率较大。因此在可靠性分析之前进行因素的敏感性分析,再根据参数变异性及相关性对可靠指标的影响规律选取随机变量,分析结果更合理。     

边坡稳定计算中的可靠度分析

提出了一种应用可靠度理论进行边坡稳定性计算的实用方法。该方法利用“三σ准则”估计基本变量的标准差和变异系数，采用传递系数法建立功能函数，计算边坡的可靠指标和失效概率。     

基于可靠度理论的排土场边坡稳定性分析及参数敏感性研究

采用基于可靠度理论的Monte-Carlo法对一排土场边坡进行可靠性和稳定性分析,得出了该边坡的稳定性安全系数、可靠度指标和失效概率,与传统基于极限平衡理论的定值分析方法相比,可以更加客观真实的对稳定性作出评价。并在此基础上开展了土体参数的敏感性研究,结果表明,土体颗粒内摩擦角的变异性对可靠度指标的影响大于黏聚力变异性的影响,重度变异性对可靠度指标的影响最小。     

露天转地下开采边坡稳定性概率分析

结合室内岩石力学实验,对岩石内聚力、内摩擦角等力学参数进行了统计分析,针对矿山工程现状进行了参数折减,实现了在采空区影响下的边坡稳定性分析。研究结果表明:选取截面边坡平均安全系数为0.75,失稳概率达到99.7%;边坡的失稳概率随着随机参数c、φ均值、变异系数的增大而减小,其中风化围岩带的内摩擦角φ变化对失稳概率的影响较为明显,在进行边坡稳定性分析时应考虑风化围岩带内聚力和内摩擦角力学参数的随机变化,以便更科学合理的进行安全评价。     

降雨强度对第四系边坡稳定性影响机理分析

降雨是影响边坡稳定性的一个重要因素。 以巴润露天矿边坡为例,运用 Sigma / W、Seep / W、Slope / W 3 种分析模块耦合分析的方法研究不同降雨条件(1. 61、4. 17、7. 21 mm / h)下第四系边坡的稳定性,并基于正交试验法 和蒙特卡罗法分析边坡稳定性影响因素敏感性及失稳概率。 结果表明:第四系土体的体积含水率上升速度和影响深 度与降雨强度呈正相关关系;对边坡稳定性的影响程度从大到小依次为降雨强度、黏聚力、内摩擦角、重度;考虑到边 坡稳定计算的不确定性和参数的空间变异性,对边坡稳定性进行抽样计算,得到 3 种降雨工况下边坡失稳的概率分别 为 7. 75%、34. 58%、69. 70%,可见降雨强度的增强提高了边坡失稳的概率,增加了滑坡灾害的可能性。     

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。     

基于正交试验的综放全煤回采巷道稳定性数值分析

鹤壁矿区主采厚度为6.0 m左右的厚煤层,综放托顶煤巷道主要采用U型钢支护,需要超前替棚,存在返修率高、投入大和工人劳动强度高等缺点。采用正交数值方法对鹤壁矿区全煤回采巷道的支护参数进行了模拟分析。结果表明:巷道断面收敛系数η受埋深H、支承压力集中系数K、锚索布置N、顶煤厚度h和煤层强度σ的影响依次降低;采用多元回归分析方法,拟合了η与上述因素之间的表达式,预测鹤煤公司九矿3204孤岛工作面K从1.5增加到3.5时,η从11.99%增加到28.42%。结合3204工作面巷道的工程地质条件,提出了高强锚杆+锚索协调支护+被动支架的主被动协调支护方法。现场工业试验表明,采掘期间,巷道围岩变形能够满足回采工作面推采的需要。     

基于灰色理论的回采工作面瓦斯涌出量动态预测研究

瓦斯涌出量的准确预测直接关系到煤矿企业的宏观决策及系统布局。为了提高回采工作面瓦斯涌出量的预测精度,提出了采用灰色预测法对瓦斯涌出量动态预测进行研究,以车集矿2316回采工作面为例,通过重组瓦斯监测数据构建了灰色GM（1,3）动态预测模型,并依据后验差检验比值c及小概率精度p对模型预测效果进行了分析。研究结果表明,数据重组后的GM（1,3）模型的动态预测值平均相对误差为5.65%,后验差检验比值c<0.35,小误差概率p>0.95,预测精度达到了1级,在对2316工作面后期的瓦斯涌出量动态预测结果与实测值十分接近,平均相对误差仅有2.26%,变化趋势也高度吻合,灰色GM（1,N）预测模型能够实现对工作面瓦斯涌出量的实时、动态、准确预测。     

基于Monte-Carlo法的非饱和边坡稳定性分析

基于Monte-Carlo法，从概率的角度研究了非饱和边坡的稳定性，讨论了边坡稳定安全系数随土（岩）层材料参数随机性的变化规律。应用一个算例对比了考虑基质吸力和不考虑基质吸力对边坡稳定性的影响，结果表明，考虑基质吸力所计算的稳定安全系数较大，与实际情况相符合，同时地下水位升降幅度也是影响边坡稳定的重要因素。     

矿区地表沉陷监测中RTK代替四等水准的可行性分析

针对矿区地表沉陷监测工作中四等水准测量耗时耗力的问题，从RTK测量精度以及测量误差对地表沉陷预计参数的影响程度的角度，探讨了RTK在矿区地表沉陷监测工作中代替四等水准的可行性。研究得出:RTK的高程精度约为20 mm，不满足开采沉陷10 mm的精度要求，不能直接代替四等水准进行沉陷监测工作；通过正交设计对概率积分参数敏感性分析得到，下沉系数q属于敏感因子，开采影响传播角θ属于最不敏感因子，主要影响角正切tan β影响介于两者之间；通过在下沉值中加入中误差分别为10，20，30 mm的随机误差，反演参数值，分析测量误差对参数的影响，结果显示RTK误差对预计参数的影响不足6%，此时RTK误差对预计参数的影响较小，求参结果可靠。结果表明，RTK可用于地表预计参数工作的进行，对地表沉陷预计参数求取的后续工作有指导性意义。     

矿井深部软岩巷道锚注一体化支护应用研究

针对平煤一矿-950 m水平下延回风上山埋深大、应力高、围岩强度低、支护难度大等特点,基于锚注一体化支护技术进行锚注参数设计,提出了以直径25 mm全螺纹高强中空注浆锚杆和直径29 mm螺纹肋中空注浆锚索为核心的全断面锚注一体化支护方案。工程实践表明,锚注参数设计合理,锚注加固强化了巷道整体性,改善了巷道围岩的承载性能,有效控制了巷道变形,支护效果得到显著提升,巷道稳定性明显提高,且支护成本降低,工艺简单。     

基于不同二维极限平衡法的边坡稳定性研究

边坡稳定性是露天矿开采安全评价的重要影响因素,基于不同二维极限平衡法,对露天矿边坡工程地质条件进行分区,初步确定采掘场工作帮、端帮的坡角、地表境界,为矿山边坡稳定性研究提供地质依据。通过对不同的边坡滑移破坏模式进行了分析,采用STAB2009分析验算边坡稳定性,简化Bishop法计算,整体单形法优化。结果表明,非工作帮、西端帮可能的破坏模式为顺层滑移破坏模式,东端帮、工作帮可能的滑移破坏模式为圆弧滑移破坏模式,推荐了各边坡的最终帮坡角。勘察边坡稳定性揭示了露天矿开采过程中帮坡破坏模式规律。     

乌达煤田地表汞交换通量研究

地表汞释放被认为是大气汞的主要来源之一。我国拥有世界上总面积最大的煤矿区,但对煤矿区地表汞释放的研究鲜有报道。采用通量箱与RA-915+测汞仪联用法对具煤火发育的乌达煤矿区地表汞交换通量进行了测试。测试结果显示:背景区地表汞交换通量值为4~29 ng/（m²·h）,均值为19 ng/（m²·h）;无火区地表汞交换通量值为14~62 ng/（m²·h）,均值为32 ng/（m²·h）;火区地表汞交换通量值为80~318 ng/（m²·h）,均值为177 ng/（m²·h）。煤矿区地表汞交换通量值显著高于背景区,并且部分汞可能直接来源于地下煤火,地表汞释放可作为认识地下煤火发育状况的有效途径。通过分析地表汞交换通量与自然条件相关性,发现汞交换通量与光照强度、地表温度存在显著正相关性。矿区白天大气汞含量受地表汞释放影响。     

A地区SⅢ油层组下部含泥含钙储层有效厚度及夹层划分标准

有效厚度标准是产能预测和储量计算的重要参数。分析不同含油产状岩心长度占比及产油能力，确定含油性下限为油斑。分析储层岩性与含油性关系并结合含油性下限，确定岩性下限为泥质粉砂岩和钙质粉砂岩；分析岩性、含油性与物性关系并结合岩性、含油性下限，确定物性下限：φ≥9.0%,K≥0.1×10^-3μm²;根据试油资料，采用AC-RLLD交会图版，确定有效厚度电性标准：AC≥260μs/m,RLLD≥7.8Ω·m; 240μs/m﹤AC﹤260μs/m,RLLD≥-82.09ln(AC)+464.92。分析研究区泥质和钙质夹层测井响应特征，优选MSFL、RMN、RMG、HAC作为泥质和钙质夹层敏感曲线；确定泥质夹层划分标准：MSFL回返程度≥42%、RMN回返程度≥42%、RMG回返程度≥41%,钙质夹层划分标准：MSFL/MSFL_S1D≥12、RMN/RMN_S1D≥4.2、HAC/HAC_S1D≤0.67。研究区5口取心井储层有效厚度解释与对比，表明建立的有效厚度及夹层划分标准适用于研究区目的...