岩体边坡渐进破坏的物理模拟和数值模拟研究

为了揭示岩体边坡渐进破坏的机理,在对边坡渐进破坏进行物理模拟的同时,应用FLAC软件对边坡渐进破坏过程进行了数值模拟。研究表明,只有将物理模拟和FLAC数值模拟相结合,才能既从表象上又从本质上揭示出边坡渐进破坏的机理。     

胜利露天矿边坡工程渐进性破坏分析研究

岩石的流变性是导致边坡变形破坏的重要力学性质之一。边坡的变形破坏与岩石的流变性密切相关，且大多都具有渐进性。为了揭示边坡工程渐进破坏的机理，结合露天矿山工程实际边坡，通过应用数值模拟软件对边坡渐进破坏过程进行分析，对露天边坡塑性区出现的时间以及演化特征展开系统研究。结果表明：露天边坡塑性区出现的位置和范围与时间存在着直接关系|露天矿边坡的失稳破坏并不是瞬间便发生整体破坏的，而是由局部破坏逐渐扩展以致贯通渐进过程，进而指导露天矿山的安全生产。     

布沼坝露天矿潜滑体边坡失稳控制分析

本文在对潜滑体边坡工程地质条件进行分析的基础上,找出了影响变形失稳的主要因素,进行了边坡变形破坏分区,并应用快速拉格朗日元法（ＦＬＡＣ）模拟了地质因素和工程因素共同制约下的潜滑体边坡变形、破坏机理与规律,最后运用萨尔玛法（ＳＡＲＭＡ）对其稳定性进行也评价与讨论。     

节理岩体边坡渐进破坏的数值模拟研究

岩体边坡是含有大量裂隙且服从统计规律的损伤体。本文引入虚拟节理,应用数值模拟软件(UDEC2D),对只考虑自重作用下节理岩体边坡渐进破坏规律进行了数值模拟研究,得出了单组节理岩体边坡渐进破坏的规律,其模拟结果对确定节理岩体边坡破坏模式具有指导意义。     

断层对露天矿边坡稳定性影响数值模拟

为研究断层对露天矿边坡稳定性的影响,以国内某露天矿为例,通过对矿区地质条件的分析,确定岩土体物理力学指标,建立含断层的典型数值模拟剖面。根据建立的典型剖面,利用数值模拟软件FLAC~(3D)进行边坡变形破坏数值模拟。     

基于FLAC3D的特大型露天边坡稳定性数值模拟分析

根据某大型露天边坡的工程地质条件,在岩体质量评价和岩体力学参数分析的基础上,选择具有代表性的区域,采用FLAC3D建立大型露天边坡数值模型,通过三维数值模拟,揭示了特大型露天边坡的力学环境,探讨了围岩移动变形、应力分布和破坏机理,分析了露天边坡最终应力状态、位移量、塑性区,分别进行数值模拟分析,其分析结果对该露天矿设计、优化与施工具有重要的指导意义。     

集贤矿回采巷道锚杆支护的数值模拟

本文用ＦＬＡＣ方法对支护不当的１６＾＃层回采巷道的矿压显现进行了数值模拟，证明明锚杆支护是合理的支护形式。方案实施后，巷道围岩得到控制，保证了正常生产，取得了良好的经济效益。     

基于FLAC~(3D)复合排土场边坡动态破坏过程研究

为了从本质上揭示复合排土场边坡动态变形与破坏过程,通过工程地质钻探,准确掌握地层及软弱岩层分布特点,通过室内科学试验,准确获得岩土体物理力学指标,在此基础之上,运用理论分析及FLAC~(3D)数值模拟对复合排土场边坡动态变形与破坏规律进行了科学的研究,科学地分析了复合排土场边坡动态变形与破坏过程。     

集贤矿回采巷道锚杆支护的数值模拟

本文用ＦＬＡＣ方法对支护不当的１６￣＃层回采巷道的矿压显现进行了数值模拟，证明锚杆支护是合理的支护形式。方案实施后，巷道围岩得到控制，保证了正常生产，取得良好的经济效益。     

运用ANSYS数值模拟方法分析内排土场边坡稳定性

为了准确分析宝日希勒露天煤矿内排土场的边坡稳定性,运用ANSYS数值模拟方法对内排土场进行数值模拟分析,直观地勾勒出滑面的形状和位置,揭示了滑坡机理,确定了滑坡模式,对边坡稳定性作出科学评价。     

基于FLAC平台的岩体边坡渐进破坏模拟分析

岩体边坡的强度不均匀性和局部应力集中是客观存在的,破坏往往产生于薄弱部位,而后逐渐发展造成岩体边坡的整体失稳。应用岩土分析软件FLAC~(3D)的单元力学参数赋值、单元破坏状态查询等FISH语言函数,编制了单元初始随机强度赋值与峰后残余强度置换的FISH语言程序,实现岩体边坡渐进破坏的FLAC~(3D)模拟。以大孤山露天矿东南帮边坡为工程背景建立了模拟计算简化模型,在-450 m水平开挖形成最终边坡体时有少量坡脚单元出现了塑性流动破坏,但不同强度随机样本边坡的数量和位置则有所不同,按传统评价方法可以判定边坡是稳定的。将进入塑性流动状态的单元置为残余强度后继续进行模拟计算,则坡脚破坏区逐渐增大,最后发展为边坡整体失稳。因此数值模拟时考虑岩体的强度随机性及峰后残余强度是非常必要的,岩体边坡的渐近性破坏模拟分析更贴近客观实际。     

露天边坡开挖稳定性的数值模拟研究

在现场工程地质调查和岩石力学实验的基础上,利用FLAC3D对银山露天边坡开挖过程进行了模拟计算,应用位移变化、速度矢量、塑性区的综合分析方法,得到了边坡破坏对应的开挖深度。     

开挖对岩质边坡稳定性影响的数值模拟

以西部某露天矿开挖形成的岩质边坡为工程背景,运用数值模拟软件FLAC3D对开挖过程中岩质边坡体开挖方向上的应力演化和变形规律进行了数值模拟研究。研究结果表明：由于露天开挖形成的岩质边坡工程体在开挖过程中其内的压应力将发生明显的减小,自上而下呈“W”型分布,且在边坡体的中部将形成明显的拉应力区,这将是岩质边坡体发生失稳的原因之一;开挖过程也将导致岩质边坡内各岩层产生明显的膨胀变形,且埋深越大时产生的膨胀变形越大;由于复杂应力演化条件作用,岩质边坡坡脚处产生的沿开挖方向的变形最大。     

基于拟静力法的露天矿山预裂爆破孔网参数优化设计

以拟静力法为核心,采用FLAC3D数值模拟技术对某露天矿山的预裂爆破孔网参数及爆破效果进行了优化分析,研究目的旨在分析该矿山的合理的预裂参数、保证边坡的稳定性,为矿山的安全生产做出重要贡献。此次研究以室内力学试验为基础,试验得出岩石的物理力学性质,岩石的物理力学参数转化为岩体的物理力学参数,并参照相关规范对爆破的振动进行了静力转化,为数值计算提供基本数据。研究结果显示,当装药量为18 kg时,边坡的安全系数为1.75,但是边坡的位移和水平最大主应力相对较大,且最大水平应力超过了岩体的极限抗拉强度,爆破后边坡存在大量危石冒落的风险;当单孔装药量优化为14 kg时,边坡的安全系数为1.92,不仅边坡的安全系数显著增加,且相邻边坡上位移集中的位置发生了转移,相邻边坡中没有位移相对集中的现象,同时相邻边坡和爆破边坡的坡面水平拉伸应力显著上移,仅仅在边坡的上部存在拉伸破坏的现象,其边坡中下部均没有产生拉伸应力集中的现象,保证了预裂爆破效果,同时为相似矿山的预裂爆破提供了理论基础和科学依据。     

Deformation of open pit mine slopes by deep seated toppling

ABSTRACT

The relationships between engineering geology, structural geology, strength properties and failure mechanisms of several large slope failures in western North America are examined. The main failure mechanism identified at each site involves primarily deep seated toppling. Characteristics, diagnostic features and behaviour of each failure are reviewed. Back analyses of two failures using limit equilibrium techniques as well as numerical modelling confirms that the toppling mechanism is extremely sensitive to mining activity and groundwater pressure. Although deep seated toppling failures may involve more than several million tonnes, large deformations of the order of several tens of metres have been documented without catastrophic failure. These deformations are explained from the results of numerical modelling using a distinct element finite difference code. Ongoing research and documentation of such failures is providing a clearer understanding of the deformation behaviour of high rock slopes.     

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.     

新疆准东露天煤矿单一巨厚煤层复合边坡空间形态优化

针对单一巨厚煤层露天矿土-岩复合边坡稳定性及空间形态问题,以新疆准东露天矿为工程背景,采用刚体极限平衡和FLAC3D数值模拟相结合的方法,研究了露天矿复合边坡的稳定性及空间形态,分析了复合边坡的潜在滑动模式及稳定性规律,确定了采场与排土场的最大安全距离。研究结果表明:新疆准东露天矿采场最终边坡角为34°,排土场边坡角为23°,排土场与采场安全距离为150 m时满足安全性与经济性要求;单一巨厚煤层露天矿土-岩复合边坡的滑坡模式为沿排弃物内部的圆弧滑动和以坡体出露弱层面为底界面的组合滑动;在岩体自身重力作用下,单一巨厚煤层露天矿土—岩复合边坡破坏形式为拉张—剪切复合型。