基于改进Morgenstern-Price法的露天矿山边坡稳定性分析

为解决传统Morgenstern-Price法未考虑岩体抗剪强度参数离散性的问题,引入BartonBandis准则对Morgenstern-Price法进行改进,考虑了岩体结构面抗剪强度参数JRC,JCS,φ_r的离散性,充分呈现了岩体结构面特征参数的真实统计分布特征,并利用此方法对边坡稳定性进行了分析;而后结合改进的Rosenblueth法对边坡的破坏概率进行了计算。以凤田矿山为背景,利用改进的Morgenstern-Price法计算得到稳定性系数为1.013,说明凤田矿山处于欠稳定状态;其结合改进的Rosenblueth法得到边坡破坏概率为38.759%,说明凤田矿山处于中等危险状态。通过与其他方法的评价结果对比发现,改进的Morgenstern-Price法既能用于计算边坡稳定性系数,又能与改进的Rosenblueth法相结合计算边坡破坏概率,是一种方便、有效的边坡稳定性分析方法,可满足矿山边坡现场施工的要求。     

某露天矿山破碎岩体高陡岩质边坡稳定性的数值模拟研究

露天矿山高陡岩质边坡的稳定性严重威胁着矿山的安全生产,尤其是对于地质条件复杂、地层分布不均匀且节理裂隙发育的变质岩和侵入岩形成的破碎带发育的边坡更是如此。为确保某矿山的安全生产,通过力学试验的方法确定了岩石的物理力学性质,通过Hoek-Brown强度准则将岩石的力学性质转化为岩体的力学性质并对岩体的质量进行了评价。同时,采用FLAC3D数值模拟技术将高陡岩质边坡进行数值研究。结果表明：终了边坡的安全系数为1.31,边坡总体上处于稳定状态,但是通过对边坡中部的最大主应力分析可知,边坡中部随着开采的进行,可能存在冒落、垮塌或滑坡的风险,针对边坡存在的风险提出了预防措施。研究为矿山的安全生产提供了科学指导,同时为相似矿山的边坡处理提供了科学依据。     

基于无人机贴近测量的露天矿岩质边坡结构面自动识别

获取岩质边坡结构面特征是露天矿山开展边坡稳定性分析的关键工作,传统的工程调查手段容易受到边坡地形限制,存在作业风险高、效率低等问题。为高效、安全地获取露天矿岩质边坡的精确结构面特征,利用无人机倾斜测量与贴近摄影测量技术开展了露天岩质边坡测量工作,构建了边坡的精细三维点云模型。通过进行边坡点云数据滤波、特征值获取以及基于区域生长法的平面分割分析,实现了基于点云数据结构面参数的识别与提取,形成了一种基于无人机获取岩质边坡结构面的自动、高精度测量方法,并在攀枝花铁矿尖山矿区北部边坡开展了工程实例验证。研究表明:基于无人机测量获取符合工程精度要求的边坡三维点云数据,采用结构面自动识别方法可快速地从边坡点云数据中获取岩体结构面信息,为边坡稳定性分析与评价提供了基础数据。     

预裂爆破技术在江西某露天矿山的应用

露天矿山上部靠帮边坡组的稳定性至关重要,其直接影响下部平台的作业安全。预裂爆破技术在终了靠帮边坡的成功应用不仅能减弱爆破对边坡的震动,保证终了靠帮边坡稳定,还可减少终了靠帮边坡后期的维护与管理费用,为矿山安全生产创造有利条件。采用预裂爆破技术进行终了靠帮边坡控制爆破,根据岩体的地质特征,针对不同岩性部位设置预裂爆破的合理参数,解决了矿山前期开采过程中靠帮边坡爆破质量不理想、裂隙交错、边坡面破碎不完整、散块挂帮率高等一系列问题,确保了最终境界边坡的稳定性。     

软弱结构面参数对顺层岩质边坡动力响应的影响研究

为了探究地震作用下软弱结构面对岩质边坡动力响应特征的影响。以云南省某露天矿山边坡为研究背景,利用有限差分软件中的非线性动力分析法对顺层岩质边坡进行动力计算,通过控制变量法设计了一系列的数值实验,探究了软弱结构面参数的改变对岩质边坡动力响应的影响规律,再基于正交试验以及极差分析法对影响岩质边坡动力响应的结构面参数进行了敏感性分析。结果表明：结构面参数的改变对于顺层边坡的动力响应有较大影响;各影响因子对顺层岩质边坡动力响应影响程度大小排序为结构面黏聚力>结构面倾角>结构面内摩擦角>结构面厚度。动力响应的研究可为地处地震频发区域的顺层岩质边坡提供抗震依据。     

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。     

露天矿山高陡岩质边坡生态修复技术的应用现状与发展趋势

矿产尤其是石材矿产的开发必然会对原矿区的环境造成破坏,容易形成矿山高陡岩边坡,即白茬山。白茬山由于坡度高、坡面长以及坡面温差大等原因,易形成恶劣的生存环境,很难实现有效的植被附着,长期复绿效果充满挑战。对此类生态环境中的常见复绿技术的研究现状进行了介绍,分析了不同技术的优缺点及使用机制。进一步根据白茬山的地质、地形和地表等特征,进行生态修复技术的优化与改进,展望修复技术的发展趋势,助力生态系统的恢复与发展。     

边坡雷达在露天矿山边坡滑坡预警的应用研究

露天矿山边坡位移监测是矿山边坡稳定性监测的主要内容之一,通过位移监测可以掌握露天矿山边坡体的变形规律,及时了解边坡动态并对边坡进行管理。边坡雷达可以通过持续监测边坡表面位移预测边坡变形失稳,并依据岩体变形破坏规律,预测预报滑坡发生的可能性与滑坡时间,通过对乌拉根锌矿2020年12月15日边坡橙色预警信息及监测数据分析,结果表明:边坡雷达可有效实现对露天矿山边坡滑坡提前预警,通过优化预警参数,可使预警信息更加精准。     

基于拉格朗日差分法的顺层岩质边坡弱面注浆效应分析

为了分析顺层岩质边坡弱面注浆效应,采用了基于拉格朗日差分法的数值分析模型对其进行模拟.由FLAC3D数值模拟结果可知,弱面注浆加固能够使应力在顺层岩质边坡岩体中得到均化,避免应力集中现象的发生,从而增强边坡的稳定性.     

多组结构面条件下改进的CSMR法在矿山边坡中的应用

多组结构面条件下,针对常规的CSMR法修正结构面方位系数时评价结果会产生一定偏差的情况,文中提出采用改进的加权平均法和综合评估法来修正结构面方位系数,以提高CSMR法评价结果的准确性。28个矿山边坡实例的评价结果表明,改进的CSMR法与常规法计算值非常接近,相关性系数很高,但改进方法考虑了几组结构面共同影响边坡稳定的叠加效应,修正后的CSMR值与RMR值的相关性较常规方法更高,特别是当CSMR值处于岩体等级边界时,改进方法评价结果可能与常规方法相差一个等级。因此,在工程实践中,采用改进的CSMR法来评价矿山边坡的稳定性,结果更加准确、合理。     

剩余推力法在平庄西露天矿边坡稳定中的应用

平庄西露天矿边坡稳定分析一直都是矿山生产与安全的一个重要问题。采用剩余推力法,运用VBA语言进行编程,以平庄西露天矿轴线剖面的工作帮为研究内容,对其进行稳定分析评价。分析结果显示,计算的稳定系数偏低,边坡不稳定,对此应采取防治措施,使其不影响正常的生产。     

大孤山铁矿深凹露天矿边坡工程

通过工程地质、水文地质调查 ,爆破测振 ,位移观测和岩石力学试验 ,采用极限平衡理论分析边坡稳定性 ,研究大孤山铁矿深凹露天矿的边坡工程。以加陡最终边坡角优化采矿设计 ,减少剥岩量 10 0 0万t,多采矿石 40 0多万t。研究成果已应用于矿山生产 ,经济和社会效益显著。     

基于蒙特卡罗法的乌江特大桥边坡稳定性可靠度分析

在边坡工程设计中常采用稳定性系数法评价边坡稳定性,但忽略了实际工程地质条件的变异性和不确定性.以瓮马铁路乌江特大桥桥址区的右岸高陡岩质边坡为例,基于蒙特卡罗法进行了边坡稳定性可靠度分析.研究表明,右岸岸坡整体处于稳定状态,不会发生大规模失稳破坏,仅岸坡上部较陡处处于欠稳定—基本稳定状态.     

雪峰砂岩矿多滑面边坡稳定模糊可靠度分析

边坡工程稳定的不确定性问题研究包含随机和模糊两重属性。根据雪峰露天矿多滑面边坡特点,建立极限平衡为基础的功能函数和模糊可靠度计算方法,进行露天矿多滑面边坡工程的稳定性分析,结果表明该方法是科学和有效的。     

露天转地下开采引起露天采场边坡垮塌数值模拟研究

以某金属矿山露天转地下开采引起露天采场边坡垮塌为研究背景, 采用三维数值模拟研究方法展现了矿体开采过程中围岩塑性区发展过程, 并分析了围岩塑性区分布的变化规律。结果表明: ① 空区上部岩层主要以拉伸破坏模式为主, 其他部位岩层主要以剪切破坏为主, 西部边坡坡面的一侧已经与地下采空区塑性区相互贯通。② 东部矿体采用充填法开采, 一定程度上控制了地表塌陷;产生塑性区的部位为西部边坡和靠近西部边坡的露天采场底部。③ 开采前期西部矿体在西部边坡坡面和露天采场底部产生的塑性区较多;开采后续水平矿体对地表塑性区的产生影响不大。④ 模拟矿体开采过程, 可将产生的塑性区划分为3个阶段, 有2个突变点: 第1个阶段对应西部边坡开始出现裂缝、局部垮塌滑坡;第2阶段对应边坡出现较大范围垮塌滑坡、露天采场底部出现裂缝、西部边坡脚出现塌陷孔洞;第3阶段塑性区占比逐渐增加。研究成果可为矿山滑坡治理和矿山安全生产提供参考。     

边坡可靠性评价的最优化Monte Carlo方法及应用

岩土力学参数具有一定的随机性和复杂性,在边坡可靠度指标计算过程中,功能函数常常为隐式表达形式,这对可靠性指标的求解带来一定的难度.借用响应面思想,利用试验结果拟合近似稳定系数计算方程从而替代隐式方程,并建立近似极限状态方程,则可很好地解决这一问题.介绍了最优化可靠度计算的基本思想,以广东高速公路仙水河大桥3号桥墩边坡为例,通过构造响应面函数,编制计算边坡可靠度的最优化方法及基于最优化原理的蒙特卡罗法Matlab程序,对该边坡的可靠性进行了评价.结果表明,基于响应面法的可靠性最优化方法用于边坡可靠度设计具有足够的精度,该方法求解简便,克服了传统方法受极限方法及随机变量概型限制的缺陷,求解精度高,为边坡可靠性评价提供了一条新的途径.     

露天煤矿边坡稳定性实例分析及优化设计

结合内蒙古某露天煤矿的边坡实例,综合运用现有的工程地质资料、理论分析以及计算等手段,对该露天矿边坡工程地质条件、稳定性进行了分析和评价,提出了优化设计方案和滑坡治理建议。最后,从技术和工程方面提出了露天矿边坡稳定性的防治措施。     

弓长岭露天矿顺倾断层影响边坡可靠性分析

弓长岭露天铁矿北帮边坡出现了沿顺倾断层大范围整体下滑的迹象,为避免灾难性事故的发生,进行了断层、节理的工程地质调查。考虑到边坡工程中客观存在的诸多不确定性因素,实验研究了岩石与断层泥强度的随机分布参数,运用Monte-Carlo法、Rosenblueth法对剖面1～3边坡的破坏概率进行计算,Monte Carlo法的破坏概率计算结果为0.153～0.969,Rosenblueth法的破坏概率计算结果为0.147～0.919,结果表明均已远远大于可接受破坏概率0.005,说明破坏风险极大,西部长约150m滑体必须立即采取治理措施以确保矿山的生产安全。     

露天转地下开采覆岩采动响应的坡角影响效应研究

以某矿山露天转地下开采为背景,研究了不同边坡坡角影响下采场上覆岩体的采动响应特征,以揭示覆岩采动响应的坡角影响效应。结果表明,采场内部应力随着矿体开挖推进不断进行重新分布,并持续沿矿层倾向向前方岩体动态转移,在前方形成应力增压区,最终达到新的平衡; 坡高一定时,坡角过大或过小都不利于覆岩的稳定,而是存在一个较为合适的中间值,45°坡角时,采场覆岩比35°和55°模型应力及位移沉降更小,但塑性区发育不及35°及55°模型充分。建议露天开采完后对边坡进行削坡处理,以控制边坡角度45°,然后再转入地下开采。     

露采边坡工程特点与有关问题的探讨

阐述了露天矿山边坡工程其系统的复杂性、开放不可逆动态特性和受经济效益制约等特点，同时就露采边坡研究中存在的地质模型建立、岩体力学参数的确定、边坡稳定性评价方法以及边坡支护与加固方法等问题作了评述，探讨了边坡研究的发展动向。