边坡临界失稳状态的判定标准

为了建立边坡临界失稳状态的统一判据,对同一算例分别实施3种判据：塑性区贯通判据、计算不收敛判据、位移突变判据.采用拉格朗日元法对边坡进行弹塑性稳定分析,将3种判据得到的安全系数与Janbu法的结果进行对比.结果表明：塑性区贯通并不一定产生边坡失稳,该判据得到的安全系数偏小;计算不收敛判据得到的安全系数与Janbu法十分接近,但其无法反映边坡的变形过程,且具有一定的人为任意性;位移突变判据确定了边坡稳定形态与折减系数的定量关系,通过双曲线方程拟合可方便地得到安全系数,其求解精度高,物理意义明确.     

基于能量原理的大孤山露天矿西井边坡开挖稳定性动态调控

借助FLAC3D内嵌的FISH语言并基于边坡在开挖过程中的系统能量守恒原理,实现了对露天矿边坡模型在开挖扰动过程中的能量计算,定义了单元体能量损伤变量Du和系统能量损伤变量Ds,结合尖点突变理论并以系统总耗散能作为状态变量,构建了边坡系统的能量突变判据。以大孤山露天矿西井边坡为例,通过能量突变与损伤演化分析、安全系数变化分析、位移场演化分析以及施工成本比较分析,实现了不同治理方案情况下西井边坡开挖稳定性的动态调控并确定了最优治理设计方案。研究表明:能量突变特征值Δ<0是判定露天矿边坡在第ni步开挖后局部围岩系统失稳的充要条件;当西井边坡由-258 m平台开采至-294 m平台时,边坡稳定性受到开挖扰动影响较为严重;通过能量突变与损伤演化分析等上述4个方面分析的综合考虑,建议选用削坡15 m+巷道边坡加固+-210 m平台加固的方案作为西井边坡稳定性综合治理的初步设计方案;能量突变特征值和安全系数随开挖次数的变化趋势具有一致性,验证了利用提出的能量突变判据评价露天矿边坡在开挖过程中的稳定性是合理可行的,为西井边坡在后续开挖过程中局部岩体失稳防治提供了一定的理论参考。     

矿区排土场堆载对边坡稳定性影响的分析

目前对排土场极限堆载高度的理论计算缺乏研究,国内外尚无成熟的统一理论计算方法.通过构建边坡堆载的力学模型,并进行相关的力学推导后表明:在堆载初期,堆载高度的增加有利于边坡的稳定性;结合景星白云矿具体工程建立有限元模型,基于对本构的破坏准则的探讨,选取Mohr-Coulomb等面积圆屈服理论作为模型的破坏准则,由数值计算得出了安全系数随着堆载高度变化的曲线图,用最小二乘法贝塞尔函数(Bezier)拟合,研究结果表明:堆载的初期是有利于边坡的稳定性的,但随着堆载升高,就会对边坡的稳定性十分不利,堆载超过29 m后达到极限堆载高度,已存在安全隐患,需采取加固措施.     

基于FLAC3D进行堆载作用下边坡稳定分析

调查分析保腾高速公路五合立交区边坡工程地质条件,通过ANSYS、FLAC3D建立边坡复杂三维地质模型。运用FLAC3D模拟分析边坡在堆载作用下三维位移场、应力场分布规律,研究边坡岩土体力学响应特性及可能的内在变形破坏机理。由强度折减法计算其安全系数,结果与极限平衡法计算结果一致。综合分析评定立交区边坡整体处于稳定,后缘局部可能崩塌滑移,为工程开展提供依据。同时探讨了边坡不同位置的堆载作用对其稳定性的影响,得知此类坡体在坡脚及中部堆载对边坡稳定有利,中部尤为明显,坡顶堆载对其稳定极为不利。     

基于有限元强度折减法的采场结构整体稳定性极限分析

以铜陵某铜矿开采设计稳定性研究为例, 利用有限元强度折减法对采场结构的整体稳定性进行了极限分析。计算结果表明, 由于采场结构布置和受力复杂, 仅靠数值计算解的不收敛性作为整体失稳判据是值得商榷的, 而以顶板塑性破坏带大面积贯通、关键点位移突变、破坏单元体积突变和塑性应变最大值突变作为整体失稳判据则具有一致性, 可作为采场结构整体失稳的判据, 由此得到采场结构的整体安全系数, 对地下矿山采场结构稳定性分析具有一定参考作用。     

隧道爆破开挖对洞口段边坡稳定性影响的数值分析

为了分析评价隧道爆破开挖对洞口段边坡稳定性的影响, 以武靖高速矮子寨隧道工程为依托, 采用FLAC^3D软件建立了相应数值分析模型模拟隧道爆破开挖施工过程, 计算分析了爆破施工对洞口段边坡稳定性的影响规律。研究结果表明：隧道爆破施工产生的振动效应会极大降低隧道洞口段边坡的安全系数, 并且会增大边坡地表位移沉降; 锚杆支护有助于提高振动荷载作用下处于失稳状态的边坡稳定性。     

矿柱抗剪安全系数的数值计算方法及分析

基于矿柱多为剪切破坏的特征,提出了矿柱抗剪安全系数的概念,研究了数值计算中矿柱失稳的判据,即以矿柱破裂面上节点的塑性应变或位移突变作为矿柱整体失稳的标志.采用有限元强度折减法计算了矿柱的抗剪安全系数,通过与传统方法所得安全系数的分析比较,提出判断矿柱稳定性的抗剪安全系数标准,即当矿柱的抗剪安全系数大于1.2,此时传统的抗压安全系数大于2.6,矿柱是安全可靠的.     

基于数值模拟的露天边坡强度折减法稳定性分析

基于有限差分强度折减理论,利用FLAC软件对某露天矿边坡的稳定性进行了数值计算分析,分别得到了迭代步数突变、计算不收敛和塑性区贯通3种不同条件下的边坡安全系数。通过对以上结果的分析,得出边坡破坏在数值模拟中表现为计算的不收敛,塑性区的贯通只是边坡破坏的必要条件。     

FLAC3D强度折减法在排土场边坡稳定性分析中的应用

将FLAC3D软件和强度折减法相结合,应用于露天矿排土场边坡的稳定性分析,采用位移突变判据和塑性区贯通判据来判断边坡是否发生失稳破坏,最后求出边坡的稳定性系数。用FLAC3D强度折减法计算边坡稳定系数比直接输入solve命令求解时速度快、更直观、更方便。     

基于FLAC~(3D)强度折减法的三种收敛判据的比较分析

运用FLAC3D对一个简单土坡算例进行计算,分别运用目前常用的收敛判据、位移突变和塑性区判据来求得安全系数,这三个判据计算出的结果相近且都与FLAC内置fish语言求解安全系数的答案接近,说明在今后的具体运用中,以塑性区为判据会得到比较保守的安全系数,而采用监测关键点的位移相对比较直观精确,同时基于以上判据,综合考虑其他判据,使各判据在使用中尽量提高精度,这样才会得到比较可靠的结果。     

基于FLAC3D强度折减法的三种收敛判据的比较分析

运用FLAC3D对一个简单土坡算例进行计算,分别运用目前常用的收敛判据、位移突变和塑性区判据来求得安全系数,这三个判据计算出的结果相近且都与FLAC内置fish语言求解安全系数的答案接近,说明在今后的具体运用中,以塑性区为判据会得到比较保守的安全系数,而采用监测关键点的位移相对比较直观精确,同时基于以上判据,综合考虑其他判据,使各判据在使用中尽量提高精度,这样才会得到比较可靠的结果。     

某露天矿排土场边坡稳定性分析

排土场边坡稳定性问题成为阻碍我国露天矿发展的重大因素而得到国家和社会的广泛重视。本文总结排土场的发展趋势,结合某露天矿排土场的工勘地质特征,采用极限平衡法和FLAC3D强度折减法对排土场稳定性进行计算,计算结果相差不超过0.04,计算结果显示FLAC3D强度折减法计算安全系数具有很好的可靠性,计算不收敛判据与塑性贯通判据在本例中等效。安全系数平均值为0.480,反分析排土料的物理力学参数,认为达不到稳定要求的强度,故认为该排土场存在重大安全隐患,应及时治理。通过数值模拟研究边坡的失稳机制对于边坡稳定将有更为积极的意义。实践过程中,应当重视计算参数获取的准确性。     

基于广义Hoek－Brown准则的边坡安全系数间接解法

为了将强度折减法与Hoek－Brown准则相结合,可通过2种方法间接得到安全系数,即直接折减Hoek－Brown参数及计算等效Mohr－Coulomb参数方法.理论分析表明,前者存在一定困难,因此选用后者.首先计算与Hoek－Brown参数对应的等效黏结力和内摩擦角;然后采用位移突变失稳判据,由Mohr－Coulomb强度折减法间接得到广义Hoek－Brown准则下边坡的安全系数.结果表明：间接计算方法方便可行,具有实用价值.     

某排土场堆积体边坡稳定性评价及处理措施研究

该文通过对现场地质调查和勘察,分析了某排土场堆积体边坡的现状特征,采用极限平衡法和数值分析法对三种不同工况下边坡稳定性进行评价,分析了边坡的破坏机理。通过计算分析得出,边坡主要滑动部位为上层欠固结的杂填土,滑移模式为浅层滑动。三种工况中暴雨工况对边坡的安全稳定影响最为明显,表层杂填土出现大量张拉破坏并产生较大位移,严重影响了边坡的安全稳定性。为降低边坡失稳的可能性,采取削坡减载、回填压脚等工程措施进行加固,并对加固后边坡进行稳定性评价。通过计算可知,加固措施明显改善了边坡的稳定性,边坡在三种工况中都处于稳定状态。     

地下老采空区对边坡稳定性影响的FLAC分析

针对夹沟铝矿地下采空区的分布, 建立了FLAC模型, 分别研究了3种跨度采空区在9种不同位置时, 地下老采空区的露天矿边坡在开挖过程中的应力场、位移的变化情况, 并计算了相应的安全系数, 从而得出了地下老采空区对边坡稳定性的影响规律, 最后对夹沟铝矿边坡失稳进行了分析。     

凹山采场边坡多元信息监测及分析

针对南山铁矿现有主采场凹山采场挂帮矿开采、回采过程中的边坡稳定性问题,采取稳定性监测雷达、深部多点位移计和钻孔测力计3种监测手段对边坡变形进行实时监测,建立边坡表面位移、深部位移及深部应力立体监测网。根据监测分析得出如下结论：爆破振动是影响边坡稳定性的主要外因,优势结构面是影响边坡稳定性的主要内因;将边坡内部应力变化率作为边坡失稳的判据,相较于位移变化率具有超前性;建立边坡表面位移、深部多点位移和深部应力监测的多元信息监测网,能够有效地对边坡的稳定性进行预测,确保采场挂帮矿的安全开采。     

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6 h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24 h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。     

基于尖点突变模型巷道层状围岩失稳机制及判据研究

巷道顶部围岩受力系统是高度非线性的复杂大系统,尤其是层状围岩的突变失稳问题更是目前实际工程中的难点和科学研究的重点。在基于层状围岩稳定性地质力学模型和势能函数的基础上,建立了弯折失稳破坏的尖点突变模型,注重研究系统状态发生突变时外界的控制条件,主要阐述非线性系统从连续渐变状态走向系统性质的突变,并据此分析了层状围岩突变失稳破坏过程中的能量转化发生机理。基于定态曲面方程和分支曲线方程,推导得出系统失稳的充要力学条件,建立了符合实际的岩体破坏分析方法和失稳判据,揭示围岩的稳定性主要由外力(P,q),岩体的弹性模量(E),容重(γ_c),层间极限剪应力(p_t)以及几何形态(l,h)控制,并提出了防护建议。结合矿区巷道围岩实例,运用尖点突变失稳判据预测分析结果与实际情况相符合。     

多台阶堆填土边坡滑坡机理数值模拟

结合工程实例,应用RFPA-SRM软件对多台阶堆填土边坡失稳特征进行了数值模拟,计算了边坡的稳定性,分析了失稳过程中的位移分布特征和应力分布特征;通过分析数值模拟结果,阐明了多台阶堆填土边坡的滑坡机理。研究结果表明,对于多台阶堆填土边坡,剪应力基本呈现出随埋深增加的规律,而在边坡坡脚处会产生一定程度的剪应力集中;剪应力的存在导致岩体产生剪切变形和移动,首先在坡肩附近产生向下移动,挤压下部岩体向下移动,最终在坡脚处剪出,发生滑坡。为制定合理的滑坡防治措施提供了科学依据。     

排土场边坡变形稳定性及失稳位移判据研究

将支撑拱原理引入排土场边坡变形稳定性研究中,推导了排土场边坡失稳位移判据,并将研究成果应用于工程实例。通过对土拱原理和支撑拱存在条件的分析,提出了排土场边坡变形全过程中的支撑拱破坏识别方法。以变形稳定性中的最大变形判别准则为基础,通过临界滑移值与实时位移值的关系定义了变形稳定系数,通过支撑拱峰值强度点位移推导了位移失稳判据。将研究成果应用于黑岱沟露天矿南端帮回采时其沿帮排土场的稳定性管理,有效保障了人员和设备的安全。