基于极限平衡法及数值模拟的废石堆场边坡稳定性分析

针对凡口铅锌矿废石堆场边坡,利用极限平衡法中的瑞典圆弧法及数值模拟方法中的有限差分法对废石堆场边坡进行了稳定性分析。分析结果表明,目前凡口铅锌矿废石堆场边坡在自重条件下最大安全边坡角为43o,工作侧边坡目前稳定性良好,部分公路侧边坡安全系数稍低于标准安全系数,存在失稳风险,而开挖侧高陡边坡具有较大失稳风险。分析结果对于了解凡口铅锌矿现有废石堆场的安全稳定性,制定相应的安全控制措施,维护矿山安全生产具有重要意义。     

降雨入渗条件下边坡稳定性研究现状及展望

本文总结了国内外对大气降雨引起边坡变形失稳现象的研究进展与现状,一是利用野外观测与试验研究分析,借助数学统计分析方法寻求降雨与边坡稳定性之间的相关规律,其最大优点是仅仅依赖于历史数据或试验数据,不需考虑降雨在岩土体中的作用和滑坡自身的演变过程,归纳出相关关系可作为本地区或本边坡的中短期滑坡预测和预防;二是分析降雨入渗引起边坡失稳的物理过程并建立定量的模型进行数值模拟,其最大优点是对边坡各种岩土的类型、土的入渗能力、土的初始饱和度、土层深度、水文地质条件、边坡长度、降雨持时、降雨强度、暴雨前降雨量、间歇性降雨以及坡面防渗等情况进行适当考虑,其关键是准确获取这些参数值。最后总结了这个问题的进一步研究方向与目标。     

降雨入渗条件下边坡稳定性研究现状及展望

本文总结了国内外对大气降雨引起边坡变形失稳现象的研究进展与现状,一是利用野外观测与试验研究分析,借助数学统计分析方法寻求降雨与边坡稳定性之间的相关规律,其最大优点是仅仅依赖于历史数据或试验数据,不需考虑降雨在岩土体中的作用和滑坡自身的演变过程,归纳出相关关系可作为本地区或本边坡的中短期滑坡预测和预防;二是分析降雨入渗引起边坡失稳的物理过程并建立定量的模型进行数值模拟,其最大优点是对边坡各种岩土的类型、土的入渗能力、土的初始饱和度、土层深度、水文地质条件、边坡长度、降雨持时、降雨强度、暴雨前降雨量、间歇性降雨以及坡面防渗等情况进行适当考虑,其关键是准确获取这些参数值。最后总结了这个问题的进一步研究方向与目标。     

降雨条件下含缓倾软弱夹层矿山高边坡稳定性分析

:降雨是诱发边坡失稳的重要因素之一,为探究降雨对含缓倾软弱夹层矿山高边坡稳定性的影响,结合工程实际,基于饱和 非饱和渗流理论,模拟了不同降雨工况下矿山边坡的渗流过程,并运用强度折减法对降雨作用下边坡的稳定性进行了计算.结果表明:软弱夹层会阻碍降雨渗流通道,导致孔压曲线发生畸变;边坡竖直截面上的孔压增长率自上而下呈减小趋势,在相同时间段内浸润深度与坡面孔压的增量逐步减少;降雨过程中边坡主要沿软弱夹层发生塑性变形,降雨６h后坡面的整体位移会发生突变;４种工况下坡中位置位移的变化量最大,暴雨工况下坡脚处的位移相较于其他工况会发生陡增;暴雨工况降雨２４h后边坡的稳定性系数达到最低,且小于技术规范的要求,边坡处于危险状态.研究结果可为类似地质条件下边坡稳定性的预测、防护与评价提供参考.     

某矿区不稳定边坡成因分析及治理措施

为探究好汉坡移民安置区不稳定边坡的成因、预测其发展趋势,对该边坡实施了现场勘察、室内试验等工作手段,在此基础上查明了其基本形态特征、工程地质条件及土体力学性质,并采用极限平衡法计算其稳定性系数。结果表明边坡在天然及地震工况下均处于基本稳定状态,在暴雨工况下的稳定性系数仅为0.943,处于不稳定状态,表明降雨是导致边坡失稳的首要因素。设计采用挡土墙、削坡、截排水沟、格构护坡、道路改建和生物工程对该不稳定边坡进行综合治理,验算成果显示,治理后的边坡在天然、地震及暴雨工况下均达到稳定状态,稳定性系数平均提高0.566,治理成效显著。     

基于光纤传感技术的降雨边坡模型试验

根据已有地质资料对降雨条件下边坡失稳破坏演化过程进行探究,设计出以光纤技术为主要监测手段的边坡失稳监测试验模型。通过PR2光纤传感器确定降雨引起的坡体含水率变化规律及其影响下的坡稳定性变化规律,利用光纤传感器监测边坡应变变化、坡体位移演化情况,对边坡临界失稳状态进行阶段划分、判别,验证了基于光纤传感技术的结构面确定潜在破坏位置的新方法,为滑坡预测预报提供一个新技术手段。     

降雨型堆积层边坡的增载-弱化耦合规律及其稳定性灾变机制

运用Geo Studio软件进行数值模拟,分析降雨条件下的瞬态渗流场及强度参数的弱化规律,通过Geo Studio的稳定性分析运用间接耦合法实现增载弱化效应的耦合,结果发现综合考虑耦合灾变效应的边坡稳定性衰减率最大;结合位移动力学,建立了边坡稳定性系数与地下水位变化及强度参数的定量关系式,揭示了降雨条件下边坡稳定性的灾变机制是坡体结构性质损伤和动力增加的综合结果。     

降雨渗流对边坡稳定性影响的数值分析

降雨是边坡失稳破坏的主要诱因之一,边坡的滑动和破坏与雨水入渗密切相关。本文选取铜绿山古铜矿遗址Ⅶ号矿体西侧的露天采场东侧边坡为分析对象,根据工程水文地质条件和边坡产状建立数值计算模型,利用GEO-STUDIO软件的SEEP/W模块,模拟不同降雨强度下的边坡内部渗流特征,并结合SLOPE/W模块计算出各种降雨工况条件下边坡稳定性系数。模拟结果表明,随着降雨强度的增加,露天采场东侧坡体内部的渗流场发生显著变化,且边坡稳定性系数与降雨强度呈负相关的变化规律。     

荷载作用下采场边坡稳定性及参数敏感性研究

为研究荷载作用下影响边坡稳定性因素的敏感性,以西南某露天矿边坡为研究对象,根据采场力学特性采用有限元模拟软件GeoStudio建立模型分析荷载作用下边坡稳定性、应力应变场以及渗流场变化情况。采用IBM SPSS Statistics数据分析软件建立正交表,利用极差和方差分析影响边坡稳定性各因素的敏感性。研究结果表明:自然工况下边坡Y方向存在应力梯度,坡面拐角出现应力集中,最大应变发生在坡脚位置;不断增加降雨,岩体孔隙水压力上升,降雨条件下边坡安全系数呈正态分布;各影响因素对边坡稳定性的敏感性由强到弱依次是坡顶荷载F、粘聚力C、内摩擦角φ、降雨时长T、重度γ。研究结果为采场边坡稳定性分析提供了理论支持,为采场边坡施工设计提供了参考。     

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。     

弓长岭铁矿排土场边坡稳定性评价

露天采矿剥离岩土的排弃和排土场的形成,关系到矿山生产安全和人员生命财产安全.排土场稳定性是露天矿安全评价的核心内容,也是矿山安全管理的重点.以弓长岭露天铁矿大阳沟排土场边坡为例,在岩土工程勘察和物理力学性质分析基础上,通过极限平衡法和有限单元法相结合,对排土场边坡危险剖面在正常工况和降雨入渗工况下的稳定性进行计算,剖析排土场坡体稳定特征,所得结论对现场排土场具有重要的指导价值和现实意义.     

降雨对层状软岩边坡的影响规律分析

采用摩根斯坦-普瑞斯法和有限差分法对层状软岩边坡在无水位和雨季水位2种状态下的稳定性进行分析评价,并以顺兴露天煤矿采场和排土场边坡为例进行了实例分析。结果表明:降雨对采场南帮边坡剖面D2的稳定系数折减幅度最大,达到了29.63%;对西帮D3剖面位置的弱化幅度最小,仅为0.14%。其主要原因在于南帮的暴露面积相对于其它边坡更大,在降雨影响下南帮边坡内部的水位线浸没了潜在滑面,增加了潜在滑面上部滑体的重力和水压力,造成边坡安全系数的急剧下降。采取削坡减重、内排压帮及疏干排水相结合的滑坡防治工程措施可有效的提高边坡稳定性,防止形成滑坡。     

某高台阶排土边坡不同失稳模式下稳定性分析

以国内某高台阶排土边坡为例,分别采用Bishop法、Morgenstern-Price法、Spencer法及余推力法,针对排土场不同失稳模式下边坡稳定性进行了研究。结果表明,对于高台阶排土场边坡,当基础存在薄弱覆盖层、自然地形较陡时,沿排土体内部近程滑动和沿排土体-地基界面滑动均为潜在可能失稳模式,相应边坡稳定性通过不同计算方法综合判定。     

降雨对排土场边坡渗流及稳定性的影响

以降雨时期排土场的稳定性为研究对象,结合唐山某排土场堆积特征和地区气象条件,基于Geo-studio软件中SLOPE/W、SEEP/W等多个模块的不同算法,估算理论派生土体的土水特征曲线和渗透系数函数,计算了矿山排土场边坡在天然状态时的最小安全稳定性系数,分析了不同降雨状态下排土场边坡渗流特征。研究结果表明：一定的降雨强度下,随着降雨时间的增长,排土场坡体内的浸水面深度逐渐增加,孔隙水压力增大,安全稳定性系数在逐渐降低,边坡将向不稳定状态演变;降雨强度增大,会使边坡稳定性系数降低的速度增加,随着降雨强度和降雨时间的持续增加,边坡终将向不稳定状态演变。     

基于有效降雨量的排矸场边坡稳定性分析

降雨对排矸场边坡的稳定性有重要影响,研究降雨入渗过程中排矸场边坡材料物理力学性质的变化,可以更好地确定降雨对排矸场稳定性的影响程度。本文通过分析排矸场的降雨入渗过程,确定了基于湿润峰推进距离的边坡入渗降雨量计算方法。考虑到降雨入渗的时间效应和累计作用,提出了利用有效降雨量确定连续降雨下边坡雨强的估算方法。通过对Bishop方程和Vanapalli方程的对比分析,确定了降水作用下矸石材料的强度计算方法。基于上述理论对降雨作用下王家岭选煤厂排矸场的稳定性进行了分析。计算结果表明:随着降雨量的增大,矸石的湿润峰逐步加深,材料的基质吸力从上到下逐步降低;边坡的稳定性系数随降雨量的增大也在不断降低,当降雨量大于90mm/d时下降速度会加快。结合排矸场近10年的降水数据,计算出排矸场边坡在最大有效降雨量下的稳定性系数为1.2。分析结果表明:此排矸场边坡的稳定性较好,现有降雨条件不会导致边坡失稳破坏。     

基于PFC2D的排土场边坡稳定性研究

以刚果(金)卡莫亚铜钴矿1^#排土场边坡为研究背景,采用离散元PFC^2D数值分析软件建立了排土场边坡模型,并对排土场边坡5个不同剖面进行了稳定性数值模拟研究,得到了排土场边坡在自然状态和含水状态下的颗粒位移变化云图。结果表明,自然状态下,排土场边坡剖面1-1和2-2均为稳定状态; 剖面3-3、4-4和5-5稳定性较差,由于岩层关系,边坡容易顺着岩层发生滑坡。含水状态下,5个边坡剖面均为不稳定状态,且边坡强度较小,降水时易发生滑坡灾害。排土场整体破坏的滑面形状为近圆弧型,因此边坡滑动模式为“圆弧型滑动”。研究结果可为同类型排土场安全稳定性分析提供参考。     

排土场边坡不同成因及动力稳定性分析的优化设计研究

松散体形成的排土场的边坡稳定性一直以来是科学界广泛关注的话题,因为根据排土场的堆积方式不同其所造成的边坡的应力应变形态也不同,产生边坡滑坡的风险也存在差异。为了详细的研究松散体堆积形成的排土场边坡的稳定性,采用室内岩石力学试验、FLAC3D数值分析法对3种不同堆积方式（压坡式、覆盖式和混合式）下形成的边坡展开研究,并以研究的各边坡的安全系数、最大剪应变、边坡的水平位移和最大主应力等数据为基础,构造判断矩阵,对3种不同堆积方式形成的边坡进行优选决策分析,经过多条件综合考虑,最终得出排土场采用压坡式排料形成的边坡整体稳定性最佳。     

降雨条件下超高单台阶排土边坡稳定性分析

以国内某80m高单台阶排土场边坡为例,采用饱和-非饱和渗流有限单元法,对长历时降雨过程中及停雨后一段时间内边坡瞬态渗流场变化规律进行研究,分析了随降雨历时的边坡稳定性瞬态变化规律。结果表明,对于超高单台阶排土边坡,降雨过程主要影响表层一定范围内渗流场及稳定性,降雨过程中边坡失稳受浅层滑动破坏控制。研究成果可为多雨地区长期降雨过程中的超高单台阶排土场研究设计提供参考。     

天然和饱水状态下路堑边坡稳定性离散元分析

路堑边坡稳定性分析是公路工程建设中的核心问题,而大多数滑坡都是在雨季或降雨后的短时间内发生,在边坡稳定性分析中合理地考虑降雨作用的影响是十分必要的。以渝黔高速公路某路堑边坡为研究对象,根据工程施工的实际情况,分五个开挖步、六个阶段对处于天然及饱水两种状态下的边坡稳定性进行了离散元动态模拟,并对软弱结构面处的关键块体进行了跟踪分析。分析结果表明,在整个开挖过程当中,天然状态时的边坡整体稳定性较好;如果边坡岩体处于饱水状态,边坡的稳定性程度则会明显降低,尤其是当边坡开挖至第3阶段时,即软弱结构面被切割临空后,边坡的位移值及安全系数大小均出现了大的跳跃式变化。再次证明了该岩质路堑边坡是否可能滑坡,实质上是受软弱夹层的强度控制,而水是导致边坡发生失稳破坏的诱发因素。研究结果能够为边坡的合理防治提供必要的理论依据。     

降雨条件下多级台阶排土场边坡渗流及稳定性分析

降雨是导致边坡失稳的主要因素之一。以滇中地区某磷矿排土场边坡为例,研究持续降雨对6^#排土场边坡的稳定性影响,基于饱和-非饱和土渗流理论,使用室内非饱和土静力三轴试验结合GeoStudio有限元方法,对持续强降雨条件下的饱和-非饱和渗流场的动态变化、变形破坏和稳定性进行数值模拟和计算。结果表明：降雨初期基质吸力越大边坡安全系数越高,但是降雨12 h后边坡岩土体趋于饱和后,安全系数基本不受基质吸力的影响,并与理论计算结果基本一致,边坡整体稳定性良好,与排土场实际情况相符;雨水不断入渗时多级台阶排土场塑性变形区域主要集中在坡脚台阶处。模拟结果总体可靠,可为持续强降雨地区多级台阶排土场以及对滇中地区矿山排土场安全生产提供参考。