节理控制性岩质边坡的稳定性分析

以青海松树南沟矿区连续的三台阶边坡为概化模型,运用有限元软件,探讨了广义Hoek-Brown强度准则参数对节理控制性岩质边坡稳定性的影响,结果表明:岩块单轴抗压强度与三台阶边坡最小稳定系数呈近乎线性增长关系;三台阶边坡最小稳定系数与GSI值呈指数增长关系;当GSI值等于53时,随着m值的增大,三台阶边坡最小稳定系数不变,当GSI值大于53时,随着m值的增大,三台阶边坡最小稳定系数减小,相同的m值,GSI值越大三台阶边坡最小稳定系数越大。结合野外调查和室内实验成果,使用有限元软件,运用广义Hoek-Brown强度准则分析了青海松树南沟矿区西南剖面节理控制性岩质边坡的稳定性,证实其不存在大规模崩塌、滑移问题;台阶边坡底部会出现应力集中现象;应该加强开挖边坡开口线附近位置第四系区域台阶边坡的监测与支护。     

强度折减法在边坡稳定性中的对比分析

强度折减法在边坡稳定性分析中得到了广泛的应用,关于折减系数的选取有多种方法,但是哪种方法更合理、可靠没有定论。在详细分析各折减方法基本原理的基础上,结合具体算例,首先分析了等比例折减下不同坡比的边坡安全系数变化规律,其次分析了等比例折减法和不同双强度折减法计算边坡稳定性的差异,同时对比分析了不同安全系数定义下的边坡稳定性情况。研究结果表明:双强度折减得到的临界滑动面范围要比等比例折减的范围大,而在不同安全系数定义中采用c-tanφ曲线分析得到的结果比其它定义方法得到的结果物理意义更明确、更符合边坡实际情况。     

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。     

基于边坡稳定性计算方法比较分析

将强度折减法应用于边坡稳定性分析中,折减土体强度,代入有限元程序进行计算,直至计算不收敛,此时的折减系数即为安全系数。结合工程实例,将强度折减法应用于边坡稳定性的分析,利用瑞典圆弧法,结合岩土工程设计类软件天汉以及有限元分析软件ABAQUS分析边坡稳定性,并对安全系数进行对比,3种计算方法得出的安全系数差别不大,安全系数精度都能满足工程要求。     

爆破动力荷载下边坡稳定性的时程分析

针对露天矿开采过程中,爆破开挖作业对最终边坡稳定的影响问题,采用动力有限元法分析爆破过程中边坡的稳定性随时间变化情况。首先建立矿山边坡的二维有限元模型,利用有限元强度折减法求解,得到边坡的最危险滑动面及折减安全系数;再根据得到的最危险滑动面,重新建立边坡和炸药的三维实体模型,布置爆破孔网参数并设置各个炮孔的起爆时间,通过LS-DYNA大型动力有限元程序,求解边坡在炸药爆炸后30 s时间内的动力响应过程。结合极限平衡法和动力有限元法计算结果,计算边坡在同时起爆方式下每一时刻的安全系数。提出应根据边坡时程安全系数及边坡滑面单元是否同时发生整体破坏等条件综合评价边坡稳定性。数值模拟结果能够动态显示爆破过程中边坡的应力、应变状态,计算结果与极限平衡法计算结果接近,可以为露天矿爆破设计提供参考。     

水和地震耦合作用下边坡稳定性变化规律

为了研究水、地震等因素对边坡稳定性的折减效应,基于极限平衡法推导了考虑水和地震等因素的稳定性计算方法,并对露天矿端帮边坡进行实例研究,得到了水对边坡稳定性的折减效应为6.35%,地震对边坡稳定性的折减效应为14.99%,水和地震耦合作用下对边坡稳定性的折减效应达到了17.52%。多因素对边坡稳定性的折减效应不是单因素影响幅度的简单叠加,影响因素越多,对边坡稳定系数的折减幅度越大。     

基于强度折减有限元法的排土场边坡稳定性分析

排土场边坡稳定性是影响矿山安全生产的重要因素之一。为了给排土场安全生产提供可靠的理论依据,选择排土场边坡典型剖面建立数值模型,用Ansys强度折减法对边坡变形破坏机制及演变进行数值模拟,绘制边坡数值模型塑性应变云图。通过不断变化模型的折减系数求解安全系数,并对不同条件下的位移、应力、应变进行比较分析。最终计算出排土场边坡抗滑稳定安全系数值大于规范规定的最高安全系数,满足排土场边坡稳定要求,模拟分析结果符合工程实际。     

三维有限元强度折减法在边坡中的研究与应用

边坡稳定性分析是确保建设场地及相关建筑物安全的关键环节。通过三维有限元分析程序计算出的边坡塑性区分布图和位移矢量图,判定出了滑动面的位置。然后采用有限元强度折减法计算出边坡在天然条件下和锚杆支护条件下的安全系数,并与传统的极限平衡方法的计算结果作了比较分析,发现两种方法的计算结果比较接近,说明用三维有限元强度折减法分析计算边坡的稳定性是可靠的,这为边坡工程的加固设计增加了一种科学的计算方法。     

齐大山露天铁矿边坡开挖稳定性分析

基于FLAC~(3D)6.0有限差分软件实现了对露天铁矿高边坡模型在开挖条件下的稳定性计算,分析了开挖前后边坡位移、最大剪应变增量变化情况;利用slide软件进行了边坡稳定性极限平衡分析,得到不同计算方法下边坡的安全系数。不同软件的计算结果表明:开挖条件下边坡整体稳定性降低,安全储备降低。计算结果给边坡治理提供了依据,有效避免了安全事故的发生。     

综合安全系数局部强度折减法的应用研究

通过FLAC3D中的fish语言编写自定义强度折减程序,在边坡局部区域对边坡黏聚力和内摩擦角分别采用不同的折减系数进行折减,最终得到综合安全系数。算例结果表明,基于综合安全系数的局部强度折减法可以有效弥补传统强度折减法的不足,其对边坡的稳定性分析结果是合理可信的。     

甲基卡锂辉石矿露天边坡稳定性研究

针对康定甲基卡锂辉石矿东南西北4个方位形成的高度不等的露天边坡的安全稳定问题,在开展现场工程地质调查、对边坡工程地质进行岩组划分、分区和对各个分区的破坏模式进行总结的基础上,采用极限平衡分析方法、二维有限元数值模拟分析以及强度折减法对设计情况下露天边坡稳定性进行分析。通过对2个分析剖面、3个边坡稳定性分区在3种工况下边坡稳定性的极限平衡分析得出,边坡整体安全系数均大于许用安全系数1.20、1.15和1.10,并运用二维有限元数值模拟分析得出,强度折减法计算的安全系数与极限平衡分析法的结果相近,边坡的滑动模式与极限平衡分析采用的边坡滑动模式一致,证明极限平衡分析的结果具有可靠性。最后得出在现有设计情况下甲基卡锂辉石矿露天采场最终境界边坡整体是稳定的,现有台阶坡角较为合理。     

极限平衡法与有限元强度折减法在露天矿边坡稳定性分析中的应用对比

阐述了极限平衡法和有限元强度折减法两种边坡稳定性分析方法的基本原理,采用Slide 6.0和Phase2 8.0两款软件对某露天矿西部边坡的稳定性进行分析,对比极限平衡法与有限元法计算出的安全系数。计算结果显示,两款软件计算出的安全系数接近,有限元法为1.0,极限平衡法为1.04~1.06,安全系数均达不到该边坡所要求的最低安全系数1.25,必须对边坡加固。根据软件数值分析出的滑移面用长锚索进行加固,加固后边坡安全系数为1.25~1.41,达到西部边坡的安全要求。经过对边坡稳定性的分析发现,极限平衡法和有限元法计算的安全系数均符合实际工程情况,适用于相似边坡的稳定性分析。     

基于赤平投影-强度折减法的露天矿边坡稳定性研究

露天矿山边坡稳定性是矿山安全生产的重要组成部分。基于赤平投影法对某矿山终了边坡进行稳定性分析,分析表明边坡在动载的作用下存在失稳的可能;故进一步基于强度折减法对边坡进行数值模拟。模拟结果显示:在爆破工况下,选取的剖面所在边坡安全系数分别为2.16和2.54,均大于允许安全系数1.18,地震+暴雨工况下安全系数分别为1.34和1.52,也大于允许安全系数1.18,即终了边坡处于稳定状态。但由于地震+暴雨工况下安全系数与允许安全系数较为接近,因此需在矿山生产过程中密切关注边坡的稳定性情况。     

岩性劣化对露天矿山边坡稳定性的响应规律

针对岩性条件劣化导致边坡稳定性下降的问题,以某露天矿山边坡为研究对象,运用SIR-20型地质雷达探测矿山滑坡体内部缺陷,并结合Slide软件模拟分析了不同岩性条件下边坡稳定性的变化规律。结果表明：软弱夹层、降雨入渗和爆破动荷载等内外因共同作用造成边坡岩性劣化,进而导致边坡后期出现滑移失稳;黏聚力c值降低是岩性劣化过程中的主要力学表现,安全系数与c值呈部分抛物线关系,且c值降为50 kPa是边坡特殊工况的失稳临界值。在综合分析矿山运行特征和岩性劣化条件基础上,提出通过减小上部第四系台阶坡面角和最终边坡角提高其永久稳定性的建议,安全系数经验证符合要求。研究结果可为矿山后期安全开采和边坡控制参数取值提供重要依据。     

地震作用下矿山边坡永久位移非线性分析

地震作用下矿山边坡的稳定性一直是热点话题,而岩土体非线性强度特征对边坡安全影响更为显著。本文以不同破坏条件下的矿山边坡为研究对象,考虑岩体后缘抗拉强度折减的作用,选取极限分析法中平面应变的对数螺旋旋转机制构建屈服加速度的功能方程,以计算不同坡角、内摩擦角、顶部荷载强度、地震荷载以及张拉折减系数下的矿山边坡的稳定性;采用经典Newmark法对贺州市某矿山项目中典型矿山边坡位移进行推导计算。研究结果表明:考虑非线性破坏对于边坡屈服加速度的影响显著,而顶部荷载加剧屈服加速度的折减;考虑后缘张拉强度折减后矿山边坡的位移可达到传统分析的近2倍。因此,考虑岩土体抗拉强度折减的影响对矿山边坡的抗震稳定性设计至关重要。     

铜山口铜矿露天采场边坡平面破坏研究

为了得到铜山口铜矿露天采场南边坡与西边坡的稳定性,采用RocPlane2.0分析软件对边坡台阶进行了平面破坏稳定性研究。研究结果表明:1)受力在I～Ⅵ条件下,边坡的安全系数依次降低;在张裂缝、爆破振动力与地震力影响因素的控制对比下,地震力对边坡稳定性的影响较大。2)南边坡与西边坡台阶高度为12m,坡面角≤75°时,6种受力情况边坡的安全系数均大于许用安全系数,边坡台阶不会发生平面破坏;台阶高度为24m,坡面角≤75°时,6种受力情况边坡的安全系数均大于许用安全系数,边坡台阶不会发生平面破坏。3)建议在台阶并段开采(24m)时,其台阶的坡面角为75°。研究结果可为矿山安全生产设计提供参考。     

劣化扰动因素下顺层岩质边坡稳定性及优化设计研究

顺层岩质边坡受天然地质构造影响,其稳定性相对较差。然而在暴雨、爆破和地震这些强大的劣化因素影响下其稳定性受到更大的威胁。因此以强度折减理论为基础,采用数值模拟的方法对某矿山顺层岩质终了边坡的稳定性进行了分析。研究该矿山在暴雨、爆破和地震3种工况下,拟设计方案和两种优化方案的顺层终了岩质边坡的滑动面位置、边坡的横向变形和应力变化规律。结果表明:地震对该矿山顺层边坡的稳定性影响最大,且在拟设计方案条件下边坡的安全系数低于规范值,边坡处于不稳定状态;通过对该矿山顺层边坡的优化研究,最终得出该矿山最优的设计方案。     

爆破扰动下顺层岩质破碎高陡边坡的稳定性监测与数值分析

高陡顺层岩质边坡历来是国内外学者重要的研究内容,高陡顺层岩质边坡稳定性对于露天矿山的安全建设具有重要意义。因此针对某露天矿山终了顺层岩质边坡的稳定性进行了研究,旨在分析该矿山顺层岩质边坡在爆破扰动下的稳定性,通过采用室内岩石力学试验、爆破振动监测法以及数值分析法对该矿山两种爆破条件对顺层边坡的扰动进行了全面的研究。研究结果显示,在两种爆破条件下,顺层边坡结构面处的位移均呈现出由上至下逐渐增加的趋势,且超过结构面一半时,位移显著增加,且当主爆区爆破时,在爆破扰动下,边坡的安全系数为1.66;当预裂孔爆破时,边坡的安全系数为1.61。说明越靠近顺层边坡的结构面时,边坡的稳定性受爆破的影响越敏感,且在主爆区的频繁爆破扰动下,边坡的稳定性已经受到影响,因此在越靠近结构面的预裂爆破起爆后,边坡的稳定性会降低,但根据安全系数的计算结果可知,不同爆破条件下边坡均处于稳定状态。此项研究为该矿山的设计提供了宝贵的理论依据,为今后矿山的设计、生产均提供了可靠的指导。     

Sarma法在石宝铁矿边坡稳定性分析中的应用

本文通过对石宝露天铁矿边坡的地质情况和现状进行认真剖析,详细阐述了极限平衡法中的Sarma法的工作原理,并采用Sarma法对石宝露天铁矿中的F区的边坡稳定性进行认真计算,通过计算求出滑动安全系数FJ与标准安全系数Fb比较,判断出边坡的稳定性,并提出安全防范措施,确保安全生产。     

分层排土场边坡降雨入渗过程及稳定性分析

针对岭南沿海地区露天矿山排土场边坡分层特征,基于分层边坡降雨入渗模型,计算在一定降雨强度下雨水入渗深度,采用有限元强度折减法计算得出安全系数,结合工程实例,用数值模拟确定不同降雨入渗条件下的体积含水率、降雨入渗深度以及安全系数的变化,进行边坡稳定性分析.结果表明:降雨强度与渗透系数的关系对土体体积含水率的分布影响显著,...