采矿爆破荷载作用下高陡边坡稳定性数值模拟分析

爆破荷载作用下高陡边坡的动力稳定性分析是一项较为复杂的过程.针对云南省昭通市铅锌矿大明槽高陡边坡下方Ⅰ#矿带开采爆破设计,利用有限元程序进行了边坡爆破过程中位移、速度、应力分布和边坡稳定性的动力分析,结果表明了该开采爆破方案设计是切实可行的,并为以后爆破设计提供了参考依据.     

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。     

建筑结构爆破震动荷载的时程分析

通过预测结构地基的震动波形,为结构荷载的时程分析提供加速度记录,实现在爆破前预测结构可能产生的爆破震动荷载与震动持续时间的关系,从而对结构可能发生的损害采取有针对性的防护措施。     

尖山边坡稳定性的三维动态数值模拟分析

应用数值模拟技术对尖山边坡开挖过程中的坡体变形问题进行了真实有效的分析,直观地再现了边坡应力和位移变化,并得到边坡的稳定安全系数。模拟结果表明:原始开裂边坡的模拟结果与现场实际情况基本吻合。随着上部边坡台阶形成的进度,边坡的稳定安全系数逐渐增大,然而2070水平以下继续采用"一面坡"开采方式情况下,最终边坡安全系数为1.16,理论上处于安全状态,但靠近极限平衡状态。通过本次模拟表明:该削坡卸载方案具有一定的可行性和合理性,对边坡开挖和治理具有一定的指导意义。     

露天矿边坡爆破震动动力响应分析

基于有限元动力分析的基本原理,结合云南某露天矿边坡工程实例,建立边坡爆破震动动力分析模型。利用自编程序,将爆破震动实测速度时程曲线转化为加速度时程曲线来计算荷载,运用Ansys软件对该边坡进行模态分析和爆破震动加速度时程分析。分析结果表明,用时程分析法计算边坡爆破震动作用下的动力响应结果能够较真实地反映矿山边坡的动态特征以及爆破震动对边坡的扰动作用。     

爆炸荷载下露天矿高陡边坡动力响应分析

为研究矿山高陡边坡在爆炸荷载作用下的动力响应规律,采用LS-DYNA软件,对威斯特铜矿的采场边坡进行完全动力有限元计算。对比分析了数值模拟和现场实测环境下爆炸应力波的传播规律,两者结果相接近。同时,通过对各台阶爆破振动速度的统计分析可知,随着台阶高程的增加,在台阶坡顶、台阶边缘至台阶内侧坡脚的1/3至1/2距离处容易产生高程放大效应。另外,利用极限平衡法原理,结合数值模拟计算结果,计算了在炸药起爆后400ms内边坡的时程安全系数,直观描述了爆破动力荷载对边坡稳定性的影响。     

露天矿边坡开挖爆破震动动力响应分析

介绍了某露天矿高陡边坡计算模型的概化方法、建立方式.利用自编程序,将爆破震动实测速度时程曲线转化为加速度时程曲线作为计算荷载,对该边坡爆破开挖进行了ANSYS有限元应力、位移、速度响应时程分析.分析结果表明,尽管此次爆破的震动速度最大值超标,各种应力在坡脚底部存在应力集中现象,但各应力值都较小,边坡没有发生任何塑性变形;随着爆破规模的增大,出现了明显的放大效应和惯性滞后效应.     

基于边坡稳定性时程分析的露天台阶爆破延期时间的确定

露天台阶爆破合理延期时间的选取具有降低炸药单耗、减小爆破振动、增加岩石破碎范围、改善爆破质量及提高经济效益等优势。基于此,提出了基于边坡稳定性时程分析的露天台阶延期时间的确定方法并进行工程实例验证。     

基于渗流作用下含断层的露天矿边坡稳定性的数值模拟研究

为研究含断层露天边坡在渗流作用下的稳定性问题,本文采用 FLAC3D 数值模拟技术构建断层作用下的滑体力学模型,获得顺倾层状边坡分条稳定系数表达式,进而对渗流作用下含断层边坡稳定性的数值模拟分析。所得研究结果明确：岩体强度的弹性模量、内聚力、内摩擦角和岩体抗拉强度等4种影响因素进行敏感性分析,通过分析这4种因素在不同工况下边坡的位移、应力、应变和安全系数,得出了各参数的敏感性分析曲线。从敏感性分析曲线可知,岩体的内聚力对边坡稳定性的影响最大,弹性模量对边坡稳定性的影响最小。开挖不同阶段边坡稳定性的主要影响因素存在差别,其中,前期以断层为主,后期则逐渐转化为渗流作用。该研究为今后露天矿边坡稳定性分析提供了科学依据,对于边坡稳定性分析具有重大的工程实际意义。     

爆破动载作用下边坡临界振速及安全距离的计算

结合现场爆破地震监测数据,通过有限元数值模拟的方法提出了爆破振动作用下边坡动力安全系数时程变化的计算方法。该方法以动力有限元时程分析得到边坡安全系数随爆破载荷加强而不断降低的变化特征,当边坡安全系数为1时,边坡处于临界状态,此时边坡承载的振动速度即为临界破坏振速,通过插值法计算得到边坡临界破坏振动速度,并结合爆破地震波的传播规律反推得到爆破安全距离,为矿山边坡维护以及生产爆破提供科学有效的参考。     

某露天矿下盘边坡治理稳定性及数值模拟研究

根据某露天矿边坡工程地质和水文地质条件及滑坡现状,采用边坡稳定性极限平衡分析软件(SLOPE)对边坡的安全系数进行了计算,同时采用有限差分程序(FLAC)对边坡开挖现状、2个削坡方案进行了数值模拟,分析了边坡岩体中的破坏区、位移场、应力场,不平衡力等,为治理方案的制定提供了依据,最终确定了该矿边坡治理的技术方案,该方案正处于实施过程中。     

爆破影响下露天矿边坡的稳定性分析

针对露天矿山边坡在爆破影响下受结构面控制的稳定性问题,以某石灰石矿山工作台阶边坡为研究对象,在统计分析研究区优势结构面的基础上,利用离散元软件3DEC对工作台阶边坡在自然状况及爆破影响下的稳定性状况进行了定性与定量研究。研究结果可为矿山设计与安全生产提供参考。     

弓长岭露天矿含空区边坡稳定性研究

针对弓长岭露天铁矿含空区边坡稳定性问题,考虑不同大小、位置空区对边坡稳定的影响,利用FLAC和Geo-slope软件,分别模拟3种情况（包括36种情形）下边坡的稳定性：①不含空区;②空区分别位于边坡上部、中部、下部和坡角底部,这些空区距坡面的距离固定,改变空区的宽度;③空区大小确定,改变空区距坡面的距离。通过对比不同宽度、位置空区的边坡塑性区、位移云图和安全系数来分析空区对边坡稳定性的影响规律。结果表明：上部空区的存在有利于边坡整体稳定,但是影响边坡的局部稳定;中部空区的存在对边坡稳定性影响比较复杂,既有对边坡稳定有利的情况,也有对边坡稳定不利的情况;下部空区的存在严重影响边坡的稳定性。该规律对露天开采转地下开采很有借鉴意义。     

动载下岩石边坡稳定性研究

采用拟动力法分析了岩石边坡在动载力作用下的极限承载力。采用Hoek-Brown强度准则描述岩体的抗剪特性,并得到等效的Mohr-Coulomb强度参数。基于离散法构建破坏模型,在此基础上,通过极限分析上限法推导并计算得到了极限承载力的上限解。分析表明,岩石本身强度参数对其稳定性影响比较明显;而水平动载加速度系数的影响明显大于竖直动载加速度系数的影响。初始时间差和岩体放大系数对极限承载力有显著影响。因此,在存在坡顶荷载的边坡稳定性设计中,应考虑因边坡地形等因素导致的动载作用放大的影响。     

露天矿陡帮台阶并段开采边坡稳定性分析

运用FLAC3D数值模拟对并段台阶边坡进行稳定性分析与计算,计算出边坡的安全系数并通过分析边坡内应力情况及位移情况找到潜在发生滑坡的区域,从而提出合理的防治措施,以保证露天矿的安全生产和经济效益的不断提高。     

倾斜基底内排土场边坡稳定性分析

研究倾斜基底对边坡稳定性的影响,以受到芦子沟背斜构造影响的安太堡露天矿内排土场边坡为研究对象,基于刚体极限平衡法,分析了在1 420 m排弃标高下,平盘宽度分别为60、70和80 m时以200 m为步距向东推进到不同工程位置的边坡稳定性,并得出其变化规律。根据强度折减理论,使用FLAC3D对倾斜基底的内排土场边坡进行数值模拟,确定了以背斜构造为基底的内排土场边坡的滑坡模式。研究表明:安太堡露天矿内排土场边坡受到倾斜基底的影响,其稳定性随平盘宽度的增加呈近线性增加,随工程位置的东移呈现出先减小再增大之后趋于稳定的规律。排弃标高为1 420 m时,内排土场能安全通过背斜区域的平盘宽度为80 m;内排土场边坡的滑坡模式为以危险圆弧为侧界面、以基底为底界面的切层—顺层滑动,背斜构造导致的倾斜基底是边坡稳定性的控制因素。     

罕遇地震作用下边坡的动力响应和稳定性分析

基于砂土边坡的有限元模型研究了罕遇地震作用下砂土边坡的动力响应和稳定性能。研究表明,基于拟静力法计算的中国规范的安全系数值相对日本规范较为保守。随着地下水深的增加边坡的最大水平位移均表现出增加趋势,且在边坡顶部水平位移达到最大值,近场地震作用下的位移要大于远场地震作用下的位移。有地下水时沿着边坡高度方向的加速度小于无地下水时边坡的加速度,说明地下水的存在一定程度上具有减震作用。与无水时相比,剪应力-剪应变曲线变得更为饱满,说明地下水对边坡坡脚的抗剪能力影响较大,即在地下水作用下更容易发生剪出破坏。不考虑地下水时,边坡的破坏主要表现为通过坡脚的圆弧形剪出破坏,而地下水的存在使边坡的破坏并没有通过坡脚,而是从边坡前缘某一点处发生剪出破坏。     

某露天煤矿爆破中不同装药长度爆破效果数值模拟

在既定的孔距、排距、孔径等参数下,利用LS-DYNA模拟了不同装药长度的爆破效果。针对表征岩石破碎效果较为直接的Von Mises应力、Y方向位移、Y方向速度分别进行56 cm和64cm装药长度的效果对比,从而确定了合理的装药长度。