近水平软弱基底排土场变形破坏研究

为了研究近水平软弱基底排土场变形破坏的机理,以扎哈淖尔露天煤矿排土场为工程实例,基于SIGMA/W有限元法应力-应变和极限平衡分析,研究近水平软弱基底变形破坏特征及现状排土场边坡稳定性评价.结果 表明:排土场边坡现阶段排弃高度下变形主要以滑移和沉降为主,排土场边坡滑坡模式为推动式的部分切层-顺层-挤出性滑动,边坡处于不...     

土体蠕变对阴湾排土场稳定性的影响

基于露天煤矿排土场排土特征,考虑排土场基底黄土的蠕变特性,分别采用传统的摩尔-库伦模型和改进的Burgers蠕变模型研究边坡的变形破坏机理,并将模拟的边坡变形特征与现场实际情况进行了对比,同时对不同破坏模式下的边坡稳定性进行了分析。结果表明,在考虑黄土基底蠕变影响的情况下,边坡的破坏模式为基底型滑坡;考虑蠕变影响的边坡位移变化趋势与现场监测数据吻合度较高。     

软弱倾斜复合基底排土场边坡失稳机理与控制

针对露天矿软弱倾斜基底排土场边坡变形失稳问题，以蒙东西二露天矿排土场边坡为工程背景，基于刚体极限平衡与三维数值模拟方法，揭示了不同基底倾角条件下排土场边坡稳定性变化规律，分析了软弱倾斜复合基底排土场边坡失稳机理，并讨论了治理措施。研究表明：①排土场边坡稳定性与顺倾基底倾角呈负相关关系，与逆倾基底倾角呈正相关关系；②排土场边坡基底失稳过程可分为排土场沉降、局部剪切错动、局部剪切破坏、剪切裂缝扩展和贯通5个阶段；③排土场潜在滑坡模式是以排弃物料内部拉裂的圆弧形态为侧界面，以基底剪切滑移为底界面的切层-顺层滑动；④排土场边坡基底逆倾时的稳定性明显优于基底顺倾时的稳定性，极限平衡法分析结果与数值模拟研究结果具有良好的一致性，充分体现了软弱倾斜复合基底排土场的边坡失稳特征。在上述分析的基础上，进一步讨论了排土场边坡稳定性控制方案。针对顺倾基底明显不利于排土场稳定的问题，通过调整局部区段排土线的布置及发展方式和改变剥离物的排弃顺序有助于提高顺倾基底条件下排土场的稳定性。     

将军戈壁二号露天煤矿外排土场软弱基底坐落-牵移式滑坡机理

以新疆天池能源有限责任公司将军戈壁二号露天煤矿外排土场软弱基底为研究对象,通过对研究区岩土进行常规力学实验及流变试验,确定了该露天矿排土场基底及排弃物料物理力学指标。结合理论分析,确定排土场边坡滑坡模式为坐落-牵移式并对滑坡机理进行分析。建立排土场稳定性分析数值模拟模型,模拟排土场边坡变形破坏形式,计算分析了排土场边坡稳定性,结果表明,排土高度为120 m时,潜在的滑移面贯穿排土场内部及软弱基底层,边坡稳定系数略低于安全储备系数。     

顺倾基底高段排土场边坡失稳模式 与控制对策

为了解决顺倾基底高段排土场边坡沿物料与基底接触面发生顺层滑动的问题,以安太堡露天矿背斜影响区内排搭路边坡为例,建立工程地质模型,采用数值模拟与极限平衡分析相结合的方法,研究了运输干道外侧高边坡剪应变增量、塑性区分布、位移特征及边坡稳定性。通过研究,探明了顺倾基底高段排土场边坡变形失稳模式为"圆弧-顺层"组合滑动,提出了基于反向排土的顺倾基底排土场高边坡稳定控制方法,通过分阶段排土施工,将运输干道外侧边坡高度由75 m减小至30 m,在保证边坡安全的同时有效缩短了内排运距。     

倾斜基底排土场边坡变形破坏底面摩擦模型实验研究

某露天铁矿废弃排土场高134 m,基底为粉质黏土,平均厚度为12.65 m,基底坡度前缓后陡,后部坡度达16°。运用底面摩擦模型实验,研究基底在天然状态和饱水状态下的排土场边坡的变形破坏特征,并对排土场边坡潜在破坏的演化过程和诱因进行了探讨。基底天然状态下排土场边坡整体稳定,仅在下部边坡发生局部破坏。基底饱水排土场边坡沿粉质黏土层发生整体滑动。排土场的潜在破坏模式为滑塌-牵引-推移复合破坏模式,首先是排土场前缘一级边坡失效,沿基底粉质黏土层剪出;然后是边坡前缘侧向支撑力降低导致二级边坡临空面加大,潜在滑面逐渐扩展至二级边坡水平;最后是排土场边坡出现整体滑移,后缘张裂牵引排土场顶部,并沿张拉裂缝下挫至二级边坡,并继续推移下级边坡滑移,最终形成前部鼓胀后缘下挫的稳定状态。     

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。     

充水软弱基底排土场稳定性分析及排弃参数优化

针对烧变岩含水层水体入渗排土场基底诱发露天矿排土边坡变形失稳的问题,以新疆某露天矿内排土场边坡为背景,采用数值模拟方法研究了烧变岩含水层水体在排土场边坡内部的渗流规律和边坡岩土体变形移动规律,基于极薄表土与薄表土层基底极限承载力估算方法确定了内排土场极限排弃高度,采用极限平衡分析方法对内排土场排土参数进行了优化。通过研究,确定了地下水入渗影响下充水软弱基底内排土场的排弃参数。     

露天矿软岩复合边坡变形机理分析

为研究露天矿软岩复合边坡的变形机理,以新疆某露天矿设有排土场的东帮复合边坡为研究对象,根据排弃高度、端帮与排土场距离两因素制定4种模拟方案,采用FLAC3D进行数值模拟,通过对4种方案的水平位移及监测点位移随时步变化的模拟结果进行分析,得出随着排土场排弃越高,排土场距东帮距离越远,边坡最大水平位移位置向边坡内侧移动;监测点位移随时间起初小幅波动,中期下降较快,后期平稳的变化趋势;变形过程中由于下部岩体对上部排土场的约束作用减小和排土场对下部岩体的挤压作用产生边坡变形连锁效应,加快边坡变形。对边坡变形机理从复合、软岩、开挖3个方面进行详细的分析,得出不同工况下边坡潜在滑移模式:拉裂-蠕滑、拉裂-切层-蠕滑、拉裂-切层-蠕滑-剪出。在失稳型边坡蠕滑机理基础上提出稳定型边坡蠕滑机理,主要包括初始变形阶段、减速蠕变阶段、等速蠕变阶段、减速蠕变阶段Ⅰ、减速蠕变阶段Ⅱ等5个阶段,并通过数值模拟对该机理进行了验证,稳定型边坡蠕滑机理对边坡滑移的预防具有一定指导意义。     

顺倾软弱起伏基底内排土场边坡稳定性影响因素分析

为了更有效地指导内排土场边坡参数的动态优化设计，最大限度利用内排空间，结合霍林河南露天矿工程实际，应用刚体极限平衡法，分析了边坡形态、基底倾角、断层落差等因素对内排土场边坡稳定性的影响，获得了规律性认识；将得到的规律应用于霍林河南露天矿内排土场边坡参数设计，并应用数值模拟手段进行验证。研究结果表明：顺倾软弱起伏基底内排土场边坡稳定性与边坡高度、边坡角、基底倾角呈负相关，与断层落差呈先降低后升高、与断层相对坡脚距离L呈先升高后降低关系；随着内排土场推进距离的逐渐增加，边坡滑坡模式由上部边坡沿下盘基底切层–顺层滑动转变为从下部边坡沿上盘基底切层–顺层滑动；霍林河南露天矿内排土场边坡高度216 m、边坡角20°、基底倾角5°的工况下，断层落差为30 m时，其稳定性系数最小。     

饱水黄土基底排土场地质力学模型试验研究

为了揭示排土场边坡的变形机理和潜在病害的发展规律,采用地质力学模型试验方法,以黑岱沟露天矿黄土基底排土场作为研究背景,完成了分级填筑模拟排土边坡增高过程,并进行了地下水入渗基底软弱黄土层的模拟试验。介绍了饱水黄土基底排土场的相似物理模拟方法,采用底部注水的方式模拟地下水入渗基底软弱黄土层对边坡稳定性的影响,研究了分级填筑、软弱基底以及饱水条件下黄土基底排土场边坡裂缝开展和发育特征以及边坡破裂面的空间形态特点。研究表明,随着排土高度的增加,主要变形由淤泥质黄土上部坡体向临空方向的压剪变形为主,逐渐转变为天然黄土上方坡体竖向沉降为主,并且黄土基底含水量的持续增加会直接引起边坡的破坏失稳,变形模式为后缘依附淤泥质黄土与天然黄土(水坑边缘)分界面的整体滑动。     

平朔东露天矿排土场边坡破坏模式与稳定性研究

通过对平朔东露天矿南洼村排土场实际工程地质及水文地质条件进行研究,建立了东露天矿排土场边坡稳定研究工程地质模型,采用PFC数值分析软件模拟研究了排土场边坡失稳过程中的应力、位移、塑性区分布特征,探明了边坡变形破坏模式及失稳机理,运用Slide极限平衡分析软件对南洼村排土场现状边坡稳定性进行评价,结合现场实际条件提出了边坡变形破坏的防治措施,为保证边坡安全、实现高效生产提供了理论依据。     

黑岱沟排土场边坡安全性研究

针对哈尔乌素露天矿黑岱沟黄土基底排土场边坡的安全性,开展工程地质调查,建立相应地质模型,运用拉格朗日差分法和极限平衡法进行数值模拟与稳定性计算,揭示黑岱沟排土场边坡变形破坏模式为排弃物内部滑动与复合滑动;边坡稳定系数亦不能满足安全储备系数1.3的要求,建议立即开展行之有效的滑坡治理工作,提高排土场的稳定性、保证露天矿安全生产。     

软弱倾斜复合基底排土场边坡失稳机理与控制

针对露天矿软弱倾斜基底排土场边坡变形失稳问题，以蒙东西二露天矿排土场边坡为工程背景，基于刚体极限平衡与三维数值模拟方法，揭示了不同基底倾角条件下排土场边坡稳定性变化规律，分析了软弱倾斜复合基底排土场边坡失稳机理，并讨论了治理措施。研究表明：①排土场边坡稳定性与顺倾基底倾角呈负相关关系，与逆倾基底倾角呈正相关关系；②排土场边坡基底失稳过程可分为排土场沉降、局部剪切错动、局部剪切破坏、剪切裂缝扩展和贯通5个阶段；③排土场潜在滑坡模式是以排弃物料内部拉裂的圆弧形态为侧界面，以基底剪切滑移为底界面的切层-顺层滑动；④排土场边坡基底逆倾时的稳定性明显优于基底顺倾时的稳定性，极限平衡法分析结果与数值模拟研究结果具有良好的一致性，充分体现了软弱倾斜复合基底排土场的边坡失稳特征。在上述分析的基础上，进一步讨论了排土场边坡稳定性控制方案。针对顺倾基底明显不利于排土场稳定的问题，通过调整局部区段排土线的布置及发展方式和改变剥离物的排弃顺序有助于提高顺倾基底条件下排土场的稳定性。     

安太堡矿南寺沟排土场增高扩容稳定性研究

对影响南寺沟排土场边坡稳定性因素进行了分析,并对南寺沟排土场边坡的滑坡模式进行了数值模拟,以基底极限承载力的计算结果为依据,对排土场边坡进行优化研究,在保证边坡稳定的前提下得出南寺沟排土场的技术参数和排土参数。     

露天矿内排土场堆叠过程中边坡形态优化

针对露天矿内排土场在堆叠过程中的边坡形态问题,以哈尔乌素露天矿内排土场为工程背景,应用刚体极限平衡软件定量分析了内排土场堆叠至不同高度时的边坡稳定性及其潜在滑坡模式,采用数值模拟软件FLAC~(3D)对内排土场边坡进行模拟分析,揭示了内排土场边坡的变形破坏形式及其滑坡机理。结果表明:哈尔乌素露天矿内排土场的潜在滑坡模式及其稳定性主要受基底弱层的控制;优化后排弃至1025平盘时边坡角度为18°、排弃至1095平盘时边坡角度为17°、排弃至1165平盘时边坡角度为16°、排弃至1200平盘时边坡角度为16°;内排土场边坡的滑坡机理为基底赋存的弱层在排弃物料的自重作用下产生塑性屈服,其与排弃物内部产生的滑裂面贯通时,边坡岩体发生剪切破坏并沿内排土场基底弱层挤出。     

黄土沟壑基底排土场滑坡的空间演化机制

外排土场是露天采矿的必然产物。由于特殊的地形地貌，我国中西部的一些露天煤矿将排土场建立在沟壑发育的黄土基底上，形成了基底软弱、形态极其复杂的黄土沟壑基底排土场，其稳定性将成为影响露天煤矿安全高效生产的重要因素。因此，为揭示黄土沟壑基底排土场变形破坏的空间演化规律，以准能公司黑岱沟排土场为工程背景，基于断续结构面理论和强度折减理论，并考虑起伏结构面的啃断与爬坡效应，分析了黄土沟壑基底和排土场的破坏机理；采用FLAC3D数值模拟手段，研究了排土场变形破坏的空间演化过程，并通过分析黄土沟壑基底排土场和各剖面的最大位移云图及临界失稳时变形区位置，确定了黄土沟壑基底排土场的滑坡模式及滑坡区域。研究结果表明，黄土沟壑基底面可视为一起伏无充填结构面，在排土场载荷与剪切作用下会形成啃断与爬坡效应，即排土场将发生剪断部分凸起的非规则曲面滑坡；黑岱沟排土场易在排弃物载荷作用与沟壑基底形态的双重影响下，边坡上部岩体先发生变形，并挤压中、下部岩体发生变形，位于南北中轴线两侧的变形区向北部坡底扩展，形成类椭球形变形区，最终演化成推动式滑坡。研究结果可为黑岱沟排土场滑坡预警和边坡治理提供技术参考，为类似排土场边坡...     

露天矿顺倾软弱基底内排土场边坡空间形态优化

针对顺倾软弱基底内排土场边坡的空间形态问题,以白音华三号露天矿为工程背景,基于刚体极限平衡与三维数值模拟的手段,分析了内排角度及内排土场发展至不同工程位置对内排土场边坡稳定性的影响。研究结果表明:白音华三号露天矿内排土场边坡滑坡机理为基底弱层在排弃物料自身重力作用下产生塑性屈服,与排弃物料内部产生的滑面贯通,形成以剪切圆弧为侧界面、基底弱层为底界面的切层-顺层滑动;内排土场边坡参数为内排推进距离1 000 m,内排角度14°,平盘宽度67 m时满足安全要求;顺倾软弱基底内排土场边坡随着内排边坡角的减小及推进距离的增加,内排土场边坡稳定性近线性增加,且内排边坡角对边坡稳定性的影响较显著,据此可确定顺倾软弱基底内排土场边坡的空间形态。     

井采扰动黄土基底排土场边坡位移分解与监测分析

基于井采扰动黄土基底排土场边坡地表位移长期监测数据,分析总结边坡变形影响因素,将各影响因素对边坡变形的影响分别量化。将黄土基底蠕变、井采扰动和降雨3个主要影响因素引起的位移从总位移中分解出来,利用分解之后的结果建立了边坡变形统计模型,并将该模型应用于阴湾排土场边坡地表位移监测分析。通过对典型测点监测数据的分析,确定了各影响因素对边坡变形的贡献及其作用的基本特点。结果表明,该模型能够较好地描述边坡的变形破坏,理论分析结果与现场实际吻合,具有工程应用价值。     

宝日希勒露天煤矿排土场边坡稳定性ANSYS数值模拟

针对宝日希勒露天矿排土场边坡出现的不稳定现象,采用ANSYS数值模拟对其进行了计算分析.结果表明,排土场地表呈现出以垂直位移为主的沉降变形,基底内部各点有相应挤出的位移趋势.所作出的客观评价,为露天矿下一步工作方案、边坡监测方案的制定提供了决策依据.