相邻顺倾弱层对露天矿开采边坡稳定性影响的数值模拟

顺倾弱层对露天矿开采边坡稳定性影响很大,尤其存在相邻顺倾弱层条件下边坡稳定性问题更加复杂,且对稳定性影响的研究难度更大。采用有限元数值模拟的计算方法,对含相邻顺倾弱层的露天矿开采边坡进行稳定分析,得到露天矿开采过程中边坡岩体应力状态和边坡变形运动趋势,研究结果为露天矿开采边坡稳定性评价提供可靠依据。     

露天矿含断层与顺倾弱层群边坡形态分段优化研究

针对横采内排追踪压帮条件下露天矿含断层与顺倾弱层群边坡稳定性分析与形态设计难题,顾及露天矿层状边坡垂直方向上的地层岩性、工程发展过程中的服务时间、要求的稳定程度等方面的差别以及深部边坡稳定性的三维效应,以胜利东二号露天煤矿首采区南帮为工程背景,采用二维极限平衡法与三维数值模拟相结合,对露天矿含断层与顺倾弱层群边坡形态进行了分区段优化。研究表明,胜利东二号露天煤矿边坡稳定性主要受坡体内一系列顺倾弱层控制,断层可能作为滑体的边界,其潜在滑坡模式为以圆弧或断层为侧界面、以弱层为底界面的切层-顺层滑动或切层-顺层-鼓胀破坏|随着追踪距离的增大,边坡的破坏模式由浅部大范围破坏逐步过渡为深部破坏,是深部边坡稳定性下降的根本原因|分段优化后的边坡应划分为三个阶段,整体边坡角14°,横采工作帮与内排土场间的追踪距离应为50m。     

泥岩及泥岩弱层含水率对顺倾软岩基底内排土场稳定性影响研究

水是影响露天煤矿边坡稳定性的重要因素.为了研究泥岩及泥岩弱层含水率对顺倾软岩基底内排土场稳定性的影响,以内蒙古东部某露天煤矿2021年及2022年内排土场设计边坡为例,对岩土物理力学性质和边坡稳定性进行了研究,并提出了合理的防治水方案.研究结果表明,泥岩及泥岩弱层含水率的降低会降低内排土场从基底滑动的风险.最终确定设计...     

伊敏露天矿地下水对含弱层边坡稳定性影响研究

以伊敏露天矿为研究背景,在其特有高含水含弱层边坡的条件下,开展了不同含水状态的岩土力学性质试验,并对水文地质资料进行调查分析,采用其分析结果对边坡进行极限平衡分析方法下的边坡稳定性验算,研究了水及弱层对边坡稳定性的影响规律.研究表明:遇水会使弱层的岩土强度指标显著弱化,其接近饱和状态下时边坡失稳可能性更大;地下水和弱层...     

含顺倾煤层软岩边坡滑动区稳定性分析与工程治理实践

针对顺倾煤层软岩边坡滑动现状,结合GPS监测数据,研究了其滑动机理与工程治理措施。结果表明,软岩边坡滑动机理为滑体前缘剪出,滑体后缘产生张拉裂隙,中部主滑段切断岩层沿弱层产生切层—顺层滑动。运用SLOPE/W软件及监测数据进行了滑动区边坡工程治理前、后的稳定性评价,评价结果表明：治理前其滑动区边坡稳定系数为0.976、0.996,监测位移逐渐增大,说明其处于不稳定状态;实施工程治理措施后,达到了安全储备系数1.2的要求,监测位移趋于近水平,说明工程治理措施选择方法恰当,可为其他顺倾煤层软岩边坡滑动变形及治理措施选择提供指导。     

露天矿顺倾层状边坡稳定性的断层效应

作为一种典型的露天矿山边坡,含断层顺倾层状边坡的变形破坏机理及稳定性等问题尤为复杂。结合元宝山露天矿东帮边坡工程实际,基于强度折减理论,同时考虑岩体剪切和拉伸两种破坏机制,应用RFPA软件模拟研究了断层处于不同位置及无断层条件下顺倾层状边坡的动态失稳过程,分析了断层对边坡滑移模式、稳定性以及滑坡力学成因机制的影响,阐明了断层效应。研究结果表明,元宝山露天矿东帮边坡的滑移模式及稳定性主要受F1断层和顺倾弱层控制,断层的存在与偏移导致的坡体内剪应力状态改变以及断层自身的抗剪强度是边坡滑移模式和稳定性发生变化的根本原因;边坡的滑坡力学成因类型与断层无关。研究结果可为露天矿合理滑坡防治措施的提出及剥采工程设计与施工提供参考。     

黑山露天矿北帮顺倾边坡稳定性研究

采用了ANSYS有限元软件对黑山露天矿北帮顺倾边坡进行变形破坏机理数值模拟,分析了北帮边坡潜在变形破坏模式和北帮边坡出现局部片帮现象的原因,针对BB1-1和BB1-2 2个工程剖面提出北帮坡削坡方案,以保障北帮总体稳定系数满足安全储备系数的要求。研究结果为矿山的安全生产提供了重要的技术保障。     

风化岩节理边坡顺层滑坡稳定性分析

以某高速公路堑坡顺层滑坡为研究对象,通过野外调查和物探钻探,对该滑坡的工程地质条件、水文地质条件、边坡开挖方案等方面进行了研究。通过地勘资料和现场调研获取该滑坡的土体材料强度参数,采用UDEC对其施工期稳定性开展模拟分析,探讨开挖效应对边坡的影响。研究为随后该边坡的处置设计提供了参考。     

弱层控制顺层岩质边坡稳定性及破坏模式分析

为了分析软弱层强度弱化过程中该类边坡稳定性的变化规律及降雨作用下边坡的失稳模式,采用GeoStudio建立分析模型,选取滑带土强度弱化过程中具有代表性的4组特征参数,分析了滑带土强度弱化过程中边坡的稳定类型,并对降雨过程中边坡内的渗流情况、边坡稳定性的变化规律及失稳时滑带的最大剪应变特征进行分析。     

爆破振动对顺层岩质边坡稳定性的影响

根据顺层岩质边坡爆破开挖后产生层裂和后裂的特点,提出了在顺层岩质边坡附近爆破时的边坡稳定系数计算方法,并以渝怀铁路顺层边坡岩体的实测数据为基础,进行爆破地震作用下顺层岩质边坡的稳定性分析。计算结果表明,爆破作用导致边坡自稳能力降低,其降低幅度达54%,据此提出了顺层边坡岩体的爆破开挖方法以及相应的防护措施。为顺层岩质边坡爆破的优化设计提供了理论依据。     

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。     

劣化扰动因素下顺层岩质边坡稳定性及优化设计研究

顺层岩质边坡受天然地质构造影响,其稳定性相对较差。然而在暴雨、爆破和地震这些强大的劣化因素影响下其稳定性受到更大的威胁。因此以强度折减理论为基础,采用数值模拟的方法对某矿山顺层岩质终了边坡的稳定性进行了分析。研究该矿山在暴雨、爆破和地震3种工况下,拟设计方案和两种优化方案的顺层终了岩质边坡的滑动面位置、边坡的横向变形和应力变化规律。结果表明:地震对该矿山顺层边坡的稳定性影响最大,且在拟设计方案条件下边坡的安全系数低于规范值,边坡处于不稳定状态;通过对该矿山顺层边坡的优化研究,最终得出该矿山最优的设计方案。     

软弱夹层赋存特征对边坡稳定性的影响

基于软弱夹层力学性质较差,易导致边坡失稳破坏的工程难题,通过FLAC^3D建立含有软弱夹层的数值计算模型,分析软弱夹层厚度、赋存深度和岩性等对边坡水平位移和安全系数的影响。结果表明:随软弱夹层厚度的增加,水平位移逐渐增大,最大值达到7.44 m,边坡安全系数呈线性减小,最小安全系数为1.13;随软弱夹层赋存深度的增加,坡脚处水平位移逐渐减小,最小值为3.71 m,降幅为23.88%,软弱夹层与坡面相交处水平位移逐渐增大,最大值为6.90m,增幅为35.56%,边坡安全系数从1.36降至1.27,降幅为7.09%;随软弱夹层黏聚力的增加,水平位移逐渐减小,最小值为3.45 m,降幅达53.06%,边坡安全系数由1.15增大至1.27,增幅为10.43%。     

坡脚扰动对工作帮整体稳定性的影响

以安太堡露天矿工作帮边坡为工程背景,以数值模拟软件FLAC^3D为研究手段,对受到多次坡脚扰动作用下露天矿工作帮边坡稳定性的演化规律进行了数值模拟研究。研究结果表明：受到坡脚扰动作用时,露天边坡体内的X、Z 2个方向上的压应力均呈减小趋势,在X方向上出现局部的拉应力区;均匀坡脚扰动对露天边坡体产生的影响作用呈现非线性特性;露天边坡体内的X方向上的应变均呈拉伸特性,且随着扰动作用的增加呈增加趋势;Z方向将以压应变为主,仅在坡脚局部出现拉应变区域;边坡体受到来自坡脚的扰动后发生滑移破坏的部位极可能在坡脚位置的呈拉伸状态区域附近。     

深埋隧道围岩稳定影响因素的敏感性分析

选取隧道洞径、埋藏深度、岩层倾角、板砂岩的厚度比和侧压系数等5个典型因素,通过正交试验法进行设计,利用3DEC数值模拟分析,得到了各个因素对隧道围岩稳定的影响规律。侧压系数是影响最显著因素,岩层倾角是影响最小因素。随着洞径的增加,衬砌最大位移和最大应力也相应增加;当洞径大于9 m时,洞径对衬砌位移的影响作用开始加剧。当埋深在500~700 m时,埋深对衬砌位移与应力的影响最显著。随板砂岩比例的增加,衬砌位移和应力总体呈减小趋势。侧压系数为1.0时,衬砌最大位移和最大应力最小;侧压系数大于1.5时,最大位移和最大应力随侧压系数增加而急剧增加。     

倾斜产状软弱夹层贯穿巷道围岩稳定性分析

 研究倾斜产状软弱夹层从不同部位贯穿巷道对巷道围岩稳定性的影响,利用数值仿真软件Flac3D分析相同条件下无软弱夹层、软弱夹层贯穿巷道顶部、中部、底部四种模型中软弱夹层对巷道围岩位移场、应力场以及塑性区的影响。数值结果对比表明：软弱夹层的存在导致巷道围岩整体位移场、应力场分布不均匀,塑性区范围增加,存在软弱夹层的部位容易发生大变形,相对来说软弱夹层贯穿巷道顶部时巷道的顶板稳定性最差。针对现场的巷道变形观测也验证了数值模拟的分析结果。若巷道中有软弱夹层贯穿时,应采取相应的支护措施控制软弱夹层引起的位移、应力集中以及塑性区的增加,对今后相应条件下的支护措施有一定的指导意义。     

软岩巷道围岩稳定性的FLAC3D数值模拟研究

软岩巷道的变形和位移,对于整个结构的稳定性具有重要的影响。通过有限差分方法(FLAC3D)对围岩变形、破坏过程进行分析研究。分析了岩体支护前后围岩变形及应力状态,对巷道围岩的稳定性和初级支护结构的安全性作出了综合评判,并得出一些非常有益的结论。     

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。     

新疆白砾滩露天煤矿烧变岩特征及边坡稳定性分析

新疆白砾滩露天煤矿局部位置煤层自燃,围岩受到烘烤、烧灼引起岩性发生变化形成烧变岩。烧变岩整体强度较原岩有所下降,稳定性较差,严重地影响边坡稳定性。通过室内岩石力学试验,得到岩石物理力学参数;同时,结合经验公式方法,通过修正RMR值,得到合理可靠的烧变岩岩体强度参数,以二采区1#典型剖面为对象,采用GEO-Slope软件计算当前边坡的稳定性。在天然水位情况下,GEO-Slope计算边坡最小安全系数为1.073,小于1.1,不满足规范要求。采取疏干排水措施后,1#剖面的最小安全系数为1.203,能满足规范要求。