基于相似材料试验的节理边坡稳定性分析

节理岩质边坡通常是由节理岩块及完整岩块构成的复杂地质体,其稳定性受到节理产状特点与边坡开挖卸荷作用共同影响,因此节理边坡稳定性分析一直是岩土力学的研究热点.本文结合袁家村铁矿边坡的复杂节理条件,设计了相似材料试验,通过材料制备、节理预制、开挖模拟等试验环节再现边坡开挖卸荷破坏过程,并借助XTDP摄影测量系统对边坡进行位...     

基于极限平衡法鹿鸣钼矿西-Ⅰ区边坡稳定性分析与优化

边坡稳定性状况直接关系到矿山生产的安全,是影响矿山生产效益的关键因素之一。本文以中铁资源集团鹿鸣钼矿西-I区作为主要研究背景,根据鹿鸣钼矿西-I区的边坡工程地质条件及开采设计方案,针对选定的西-I区的3个剖面建立数值模拟力学模型,采用基于极限平衡法的Geo-Slope软件分析并计算了边坡的安全系数,评价了边坡稳定性,并对较为危险的剖面采取了放缓边坡角的措施来进行优化设计,优化后的安全系数满足要求,边坡总体稳定。     

大理石矿上水平房柱稳定性相似材料模拟研究

通过实验室相似材料模拟试验,分析了房柱式采矿法开采近地表大理石时各矿房之间的相互影响,研究了上水平矿房围岩在无支护条件下的应力分布变化特征及房柱稳定性,研究结果表明:无支护条件下,矿柱宽度为15 m时具有较高的强度安全系数.     

巷道煤帮稳定性相似材料模拟试验研究

通过相似材料模拟度试验研究，分析了工字钢梯形支架，锚杆群支护和钢带组合锚杆支护条件下巷道煤帮的变形破坏特征，以及水平应力对巷道煤矿变形破坏的影响。试验结果表明，水平应力对于巷道煤帮的稳定性影响显，采取有效措施加固巷道煤帮，控制水平应力，防止煤帮破坏，对于保持巷道围岩的整体稳定，减小巷道围岩的松动破坏范围是十分有效的。     

直接顶稳定性的相似模拟试验

本文介绍了含裂缝的直接顶稳定性的相似材料模拟实验设计方法，实验达到了预期的效果，该方法对同类试验具有推广应用价值。     

以相似材料模拟方法分析不连续面对露天矿边坡稳定性的影响

露天采矿的发展和采场日趋深大,促使工程师和地质学家们把注意力转向边坡稳定性的基础技术。为了正确了解边坡性态,采用了相似材料模拟技术(EM——equivalent material modelling technique)。这种技术在模拟实际的特定状况和研究渐进破坏机理中证明是有效的。地质不连续面在边坡稳定性中起到至关重要的作用,因此,模型中还模拟了不连续面。本文详细地介绍EM模型的设计,以及EM组成的选择和构造模型所用的材料比。而且,还介绍模拟地质不连续面的方法,以及采用台阶宽高比为1:2开采时边坡的性态。     

采动区房屋相似材料模拟试验的关键

本文剖析了现场试验方法存在的问题，介绍了采动变形模拟试验台的组成、功能和操作步骤，提出了一种适用于采动区房屋试验的经济方法，并指出了试验的关键。     

鹿鸣钼矿北区节理裂隙对边坡稳定性的影响研究

节理裂隙是影响边坡稳定性的重要因素之一,节理裂隙岩体变形与破坏性质复杂,具有隐蔽性,易使人们忽视岩体中发育的结构面的影响从而导致事故发生。通过对鹿鸣钼矿北区已揭露的510和525工作面的节理裂隙现场调查,获得其产状和平均间距,运用玫瑰花图对其进行统计分析。绘制510边坡与主要弱结构面的赤平投影图,分析主要结构面与边坡的组合关系,同时对F3断层与北区主要边坡组合关系进行赤平投影分析,得出沿280°∠83°、295°∠81°和110°∠77°三类节理面对边坡的影响较大,另外F3和F4断层之间的碎裂结构易产生楔形滑移、倾倒等破坏现象,F3断层与西北边坡、西南边坡可能产生局部滑动现象等。该研究结果对矿区安全生产有重要指导意义,其研究思路与方法可为其他边坡稳定性工程提供参考。     

邓上银矿采选矿厂边坡稳定性评价

拟建的承德邓上银矿采选矿厂依山傍坡,边坡稳定性是该场地的主要工程地质问题之一。本文采用“简布极限平衡普通条分法”对稳定性较差的边坡典型剖面进行稳定性评价,不仅可对边坡进行整体稳定性验算,还可对划分的每一条块进行稳定性计算。计算结果表明,该边坡的整体稳定性较好,不会产生整体滑坡。     

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。     

某露天矿下盘边坡治理稳定性及数值模拟研究

根据某露天矿边坡工程地质和水文地质条件及滑坡现状,采用边坡稳定性极限平衡分析软件(SLOPE)对边坡的安全系数进行了计算,同时采用有限差分程序(FLAC)对边坡开挖现状、2个削坡方案进行了数值模拟,分析了边坡岩体中的破坏区、位移场、应力场,不平衡力等,为治理方案的制定提供了依据,最终确定了该矿边坡治理的技术方案,该方案正处于实施过程中。     

弓长岭露天矿含断层边坡稳定性研究

弓长岭露天矿独木采区北帮存在大量断层,为确定断层的影响范围及其对边坡稳定性和滑移模式的影响,根据断层位置的不同分为6种工况进行研究：断层在初始位置,断层向边坡内侧水平移动30、60、90、120 m,没有断层。利用FLAC和Geo-Slope软件对6种工况进行模拟计算,通过对比各工况模型的最大剪应变云图、水平位移云图、垂直条分图和边坡安全系数来分析断层位置对边坡稳定性的影响。结果表明：断层距坡面小于100 m时,边坡的滑移模式为以断层为侧边界的平面-剪切圆弧滑动模式,边坡稳定性较差;当断层距坡面大于130 m时,边坡的滑移模式不再受断层的影响,潜在滑移面是单一的剪切圆弧,边坡稳定性较好。研究结果对矿山制定开采方案、进行边坡设计很有借鉴意义。     

南芬露天铁矿下盘采动时边坡稳定性数值模拟

通过分析南芬露天铁矿下盘边坡的区域地质资料,确定出降雨和爆破震动为影响边坡稳定性的主要因素。根据前期研究成果,对5#坡体剖面建立数值模拟计算模型,同时导入SLOPE/W模块,分析爆破和降雨耦合作用对扩帮前后边坡稳定性的影响。研究结果表明：岩体扩帮采动前后孔隙水压力变化不大,但是在近似梯形岩体开挖之后,一部分自重应力被消除,对边坡的地应力产生了显著影响。扩帮采动后的边坡在耦合作用下整体安全性变差,但依然保持稳定。286~454 m段属危险性边坡,454~574 m段边坡保持稳定。     

含断层露天矿逆倾层状边坡稳定性数值模拟

平庄西露天矿西北帮为逆倾层状边坡,受坡体内F₃断层及弱层的影响,开采过程中存在滑动风险。为保障采剥作业安全,开展了西北帮边坡稳定性研究工作。选取西北帮断层区的典型工程地质剖面作为研究对象,应用有限差分软件FLAC^3D,基于强度折减理论,将D-P准则作为岩体破坏准则,以塑性区贯通作为边坡失稳判据,对平庄西露天矿西北帮F3断层区逆倾层状边坡稳定性进行了数值模拟研究。通过分析断层与边坡空间位置不同以及不含断层条件下西北帮边坡失稳破坏特征,揭示了F₃断层对西北帮边坡滑移模式与稳定性的影响。研究结果表明,F₃断层的存在及其位置控制了平庄西露天矿西北帮断层区边坡的潜在滑坡模式,进而影响了边坡的稳定性;滑坡的力学成因为岩体在自身重力作用下顺F3断层面滑移,进而挤压下部岩体沿MD弱层向临空面滑移,形成推动式滑坡;断层的存在会加速滑坡的进程,且断层距离边坡面越近,这种作用越明显。     

矿山边坡安全稳定性研究

介绍了矿山滑坡灾害的空间预测预报方法和时间预测预报方法。对安堡太露天矿边坡稳定性的影响因素、岩体位移监测资料进行了分析,为该矿边坡稳定性预测建立一套判据。     

弓长岭露天矿含空区边坡稳定性研究

针对弓长岭露天铁矿含空区边坡稳定性问题,考虑不同大小、位置空区对边坡稳定的影响,利用FLAC和Geo-slope软件,分别模拟3种情况（包括36种情形）下边坡的稳定性：①不含空区;②空区分别位于边坡上部、中部、下部和坡角底部,这些空区距坡面的距离固定,改变空区的宽度;③空区大小确定,改变空区距坡面的距离。通过对比不同宽度、位置空区的边坡塑性区、位移云图和安全系数来分析空区对边坡稳定性的影响规律。结果表明：上部空区的存在有利于边坡整体稳定,但是影响边坡的局部稳定;中部空区的存在对边坡稳定性影响比较复杂,既有对边坡稳定有利的情况,也有对边坡稳定不利的情况;下部空区的存在严重影响边坡的稳定性。该规律对露天开采转地下开采很有借鉴意义。     

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。