高寒矿区软弱基底排土场边坡稳定性数值模拟

为研究青藏高原东北部高寒地区冻融条件下,软弱基底露天煤矿排土场边坡变形破坏模式和边坡极限堆载高度,本文以青海天峻祁连山北缘江仓露天煤矿排土场作为试验区,采用二维有限元法模拟分析了5种不同堆载高度工况下排土场边坡变形破坏模式,基于折减系数法确定排土场边坡安全系数和稳定性评价。分析结果表明:在容许堆载高度范围内,随着排土场边坡堆载高度的增加,排土场边坡位移量表现出显著增长的变化趋势,其水平方向与垂直方向最大位移量分别为1. 631 m和6. 320 m,当超过容许堆载高度范围,排土场边坡位移量发生突变,呈显著性降低的变化趋势,其位移量降低幅度为64. 27%～102. 32%;塑性变形区表现出沿排土场边坡承载基底位置处的草甸型软弱界面,向排土场边坡坡底位置扩展;剪应力在坡底位置处出现应力集中现象,且剪应力集中范围由边坡承载基底向上、向坡体内部扩展且呈连通趋势,其结果形成后缘拉裂、前缘剪切滑移的整体边坡变形破坏模式;排土场边坡安全系数随着堆载高度的增加表现出二次函数降低(R~2=0. 9896)的变化规律,当排土场边坡高度为65 m时,则达到边坡设计容许高度,且其安全系数为1. 25。本次研究所得到的排土场承载由草甸构成的软弱基底在坡底位置处的变形结果,与野外试验区边坡堆载作用下所形成的实际情况基本吻合。研究结果可为高寒矿区排土场边坡变形破坏科学防治,提高边坡稳定性研究,提供理论支撑依据和实际指导意义。     

超高排土场的粒径分级及其边坡稳定性分析研究

明显的粒径分级是超高排土场区别于土质边坡的最重要特征。针对西源岭413台阶排土场,结合开发的HHC-CA模型和现场散体粒径分布情况的调查,建立了考虑超高排土场粒径分级特征的边坡模型。在此模型的基础上,借助FLAC3D软件分析了现状边坡和各种堆排模式下的边坡稳定性。结果表明:西源岭413台阶排土场现状边坡上部位移矢量表现为下沉,其下沉方向与坡面保持同向,中部位移矢量表现为剪切,下部位移矢量略有反抬升的趋势。其边坡破坏模式为顶部平台拉裂,中部以圆弧形剪出;此排土场的现状边坡处于暂时性稳定阶段。而采用全覆盖式多台阶排土的边坡上部位移矢量表现为下沉,在排土场底部过渡到水平方向;破坏模式为顶部平台拉裂,下部以圆弧形剪出。仅考虑堆积散体的材料强度对排土场稳定性影响时,超高排土场的粒径分级有利于排土场边坡的稳定。     

高寒矿区排土场边坡土体抗剪强度特征

为研究高寒矿区排土场边坡草本植物根-土复合体抗剪强度特征及其影响因素,以青藏高原东北部天骏木里煤田江仓矿区排土场为研究区,对组合种植垂穗披碱草（Elymus nutans Griseb.）和冷地早熟禾（Poa crymophila Keng）的排土场边坡,测得边坡地表以下不同深度根-土复合体密度、含水率和含根量等指标,通过室内直剪试验获得素土和复合体黏聚力c和内摩擦角φ;采用灰色关联法得到密度、含水率和含根量与抗剪强度指标c和φ间的关联度。试验结果表明：排土场边坡相同取样点位置和层位,根-土复合体密度和含水率均小于素土,且第二层（地表以下10~20 cm）根-土复合体含根量显著小于第一层（地表以下0~10 cm）,第二层含根量较第一层平均降低幅度为31.66%;此外,根-土复合体c值较素土大,第一层和第二层根-土复合体c值较素土其平均增加幅度为32.69%、13.42%,两者的φ值则未表现出显著性变化规律;根-土复合体抗剪强度指标c和φ与密度关联度相对较高,与含水率关联度次之,与含根量关联度相对较小。研究结果对高寒矿区采用种植植物方式开展排土场边坡生态恢复,科学有效地防治坡面水土流失、浅层滑坡等地质灾害,具有一定的理论研究价值和实际指导意义。     

天气因素对排土场生态边坡稳定性的影响

为了研究排土场在天气影响下的稳定性,建立排土场温度-渗流-应力耦合有限元分析模型,研究其饱和-非饱和渗流场、应力场以及稳定性响应规律,然后与排土场典型滑坡特征进行对比验证,并提出采用边坡危险滑动带来分析非均质边坡失稳特征。结果表明:考虑天气影响时,雨水入渗深度范围土体孔隙水压力均会不同程度地低于无蒸散和植物截留时的孔隙水压力,稳定性系数极小值比无蒸散和植物截留时更高,出现时间更晚,表明雨后一段时间内滑坡风险仍在不断增加,能更准确地反映出降雨所致边坡失稳的滞后效应。提出在采用极限平衡法分析非均质边坡失稳特征时,通过递增稳定性系数增量来观察最危险滑动带发展趋势的方法,以便更加全面反映出边坡滑坡类型和特征。 更多还原     

基于三维地质模型的排土场边坡整体稳定性探究

目前所广泛采用的平面应变分析手段,针对排土场边坡稳定性评价时有时会出现某剖面安全系数高于设定允许值,实际中却遭破坏的现象,除了常被提及的力学参数、本构模型等因素,排土场凹形夹持效应和凸形发散作用突出以及滑体端部效应的影响,是分析结果不能准确反映实际的根本原因之一。鉴于此,从平面高程数据、地质剖面、钻孔资料等条件,配合插值效果较为稳定的Kriging法对空间数据进行插值,建立排土场三维地质整体模型。然后,采用自编FISH语言接口程序,将地质模型导入FLAC3D中离散化并计算,较为简单、有效地实现三维地质建模、模型可视化、岩土工程计算分析三位一体功能,有效地克服了平面分析无法解决的上述问题。以攀钢兰尖铁矿尖山第7排土场为实,对其整体稳定性进行应力、应变分析,采用三维强度折减法计算排土场三维整体安全系数,与现场调查及平面计算结果较为一致。基于该模型的计算结果可以有效避免排土场空间效应和滑体端部效应,得到的排土场全域应力-应变规律,对露天矿排土场的生产管理,具有一定的指导意义。     

攀枝花露天矿排土场边坡稳定性的三维数值模拟研究

矿山排土场边坡的稳定性评价及安全管理对矿山环境的保护和地质灾害的防治具有重要意义，针对攀枝花露天矿的排土场，在建立其边坡地质模型的基础上，利用FLAC-3D软件，建立了排土场边坡的三维模型，对边坡的稳定性进行三维数值模拟研究，获得了排土场边坡变形破坏的基本特点及稳定性的基本状况，模拟的结果和现场调查的结果基本一致，从而为该排土场边坡的进一步治理提供了依据。针对FLAC-3D不能直接建立几何模型的特点，开发了一个数据前处理程序，可以自动生成与FLAC-3D相匹配的模型数据文件。     

某矿区边坡稳定性的微观机制研究

本文应用电子显微镜、光学显微镜、x-衍射仪、能谱仪等测试手段,对某矿区边坡岩层进行了岩石、矿物和微结构的试验研究,探讨某矿区边坡滑体滑移的微观机制。     

高寒矿区排土场植被恢复对边坡土体物理力学性质影响研究

本项研究针对高寒干旱环境下矿山排土场边坡植物增强土体强度和提高边坡稳定性作用贡献,以青海北部木里煤田江仓矿区作为研究区,通过采用组合种植草本垂穗披碱草(Elymus nutans Griseb.)+冷地早熟禾(Poa crymophila Keng)的方式,开展了组合种植植物根-土复合体与不含根系素土物理力学性质指标试...     

高寒矿区草本植物根系增强排土场边坡土体抗剪强度试验研究

为研究草本植物根系对增强高寒地区露天煤矿排土场边坡土体抗剪强度的贡献以及相关因素对边坡土体抗剪强度的影响,以青海境内祁连山北缘江仓露天煤矿排土场为试验区,在排土场边坡组合种植垂穗披碱草(Elymus nutans Griseb.)和冷地早熟禾(Poa pratensis L.)2种草本植物,在边坡3个不同位置处分别制取不含根系素土和根-土复合体试样进行直剪试验,探讨土体物理力学性质以及植物根系数量与根-土复合体抗剪强度之间的关系。结果表明:（1）随着边坡海拔升高,坡面浅层素土和根-土复合体试样的密度和砂粒含量呈显著增加,含水率、粉粒和黏粒含量显著降低;（2）与边坡素土试样抗剪强度相比,坡底、坡中和坡顶位置处根-土复合体抗剪强度增幅分别为4.09%、18.92%和0.69%;（3）在素土和根-土复合体试样中,含水率与黏聚力之间呈显著负相关关系,相关系数分别为-0.943和-0.969;土体中砂粒含量与内摩擦角之间呈显著正相关关系,相关系数分别为0.940和0.926;（4）坡底至坡顶位置处根-土复合体的黏聚力与素土相比,增幅分别为29.23%,54.40%,26.45%。     

下庄矿区铀成矿条件及找矿新思路

下庄矿区是下庄铀矿田内的老勘探区,前人在该区的主构造带——下庄断裂带深部取得了较好的找矿成果。近年来,对该区进行地表工作及深部钻探研究,有了新的发现:(1)下庄断裂带下盘存在一组与该带走向大致平行,倾向相反,缓倾斜的断裂构造,并且在其中见到新的铀矿化类型和较好的工业矿体;(2)在下庄河沉积覆盖区域找到了隐伏的辉绿岩及硅化断裂构造,为寻找隐伏的"交点型"铀矿提供了依据;(3)在山下村后山402号带、404号带和406号带等深部发现了新的富铀矿体。这些新的发现表明,今后该区的铀矿勘查工作应充分重视平缓的断裂构造组、隐伏辉绿岩以及深部"交点",它们与铀矿富矿体存在密切关系。这也为下庄矿田南部新一轮铀矿勘查工作开辟了新的思路。     

尾矿坝-排土场联合堆排稳定性与边坡参数优化研究

尾矿坝和排土场作为矿山采选固废的堆存场所是矿山事故发生高频区域,其安全与否直接关系到矿山工程的正常生产。在分析国内尾矿坝-排土场联合堆坝所取得成果的基础上,结合湖南省某钨矿所属尾矿坝-排土场联合堆坝存在的问题,分析了尾矿坝-排土场联合堆排体三个剖面整体的稳定性,同时研究了各剖面边坡参数是否能有效拦截上方滚石,提出了各剖面外坡边坡角的优化参数,采用数值模拟方法对各剖面坡形优化后的外坡边坡角的稳定性进行了分析,根据计算结果对排土场外坡进行卸荷开采设计,卸荷后形成六级外坡平台,平台宽度为5.0 m,研究成果能够很好的指导尾矿坝-排土场联合堆排工程的治理设计。 更多还原     

温州某边坡稳定性分析

以温州某边坡为研究对象,通过现场勘查和室内分析边坡岩土特征,共发现了3段不稳定斜坡;利用赤平投影法和极限平衡法,对边坡进行定性和定量的分析,结果表明:AB段边坡在不利情况下边坡表部土体仍能发生滑塌现象;CD段边坡中下部岩体容易发生楔形破坏及浅表层岩体剥落;DE段边坡中上部土体的滑坡及下部挡墙不能满足边坡的抗滑作用。     

黄土地区边坡稳定性分析

黄土边坡是黄土地区公路建设面临的重要问题之一。对已有边坡进行全面系统地调查研究,从工程类比和理论计算两方面完善边坡的稳定性评价方法。文中以甘肃华池县新南公路K2+430～K2+630路段路堑边坡为例,利用圆弧法中的条分法及简化毕肖普法对黄土边坡稳定性进行分析,对比了各个方法的适用条件以及可靠性。     

简单边坡的稳定性分析

提出了一种新方法用于分析边坡的稳定性,对土条间作用力作了如下假定：认为土条侧面作用力平行于条底,但其大小并不相等。依据平衡条件,结合强度破坏准则,求出边坡的安全系数。算例表明,该方法不失为一种合理、有效的边坡稳定分析方法。     

震裂边坡稳定性极限分析

地震导致山体大范围开裂松动,使岩体裂缝（隙）张开、扩展进而形成危险的震裂边坡。裂缝是控制震裂边坡变形破坏的切割边界和滑移边界,为此,考虑裂缝扩展、裂缝充水和地震影响,采用极限分析上限法对汶川地震震中附近的一实地震裂边坡的稳定性变化进行分析。计算结果揭示了随裂缝扩展延伸,在雨水、地震作用影响下震裂边坡稳定性变化规律,为类似边坡的分析评价与工程治理提供了理论依据。     

结合边坡形态分析高边坡边坡稳定性问题

下坂地水利枢纽工程右坝肩高边坡的稳定性，对大坝及水库运行安全影响很大，结合工程地质条件，采用边坡形态及结构面综合分析、评价边坡的稳定性，提出了工程处理具体措施。     

寒区露天煤矿排土场边坡生态修复研究

通过对寒旱区生态修复技术的集成创新,结合寒区露天煤矿排土场植物生长条件特点,提出了适合矿区边坡的生态修复技术. 选择典型煤矿排土场展开现场试验,观测人工种植植物的生长情况,并采用计算流体力学数值分析手段,对排土场边坡生态修复防止风力侵蚀和降雨冲刷的效果进行了分析. 结果表明：采用边坡穴植植物装置实施的排土场生态修复工程效果良好,施工1 a后其边坡植被覆盖度达到95%,且边坡植物群落较为稳定,有效地消除了该地区冬季的风力侵蚀和夏季的降雨冲刷,彻底解决了排土场的水土流失问题.     

露天矿排土场高边坡动力稳定性研究

露天矿生产采用爆破手段,除采矿形成边坡外,废矿堆积也常常形成排土场高边坡,现场实测露天矿排土场在生产爆破作用下的振动速度,将实测加速度数据推导得到的水平加速度值,线性插值到每一个土条中,利用等效静力法对边坡在爆破动力作用下的稳定性进行了计算及评价,与传统等效静力法相比,此方法更接近实际振动加速度分布情况。同时,采用模态叠加法,通过有限元动力响应分析的手段,对露天矿排土场高边坡表面不同部位土体位移分布规律进行了分析,最终得到研究边坡在生产爆破动荷载作用下不会产生整体滑移,但在坡面顶部表层或浅层会产生一定深度的拉张裂缝,在重力和爆破动力的作用下裂缝逐渐加深,到一定深度时,表层矿渣会顺坡滑下产生表面滑塌型破坏的结论。     

基于FLAC3D平台的边坡稳定性分析——以普阳煤矿1 号排土场为例

为查明普阳煤矿1号排土场目前内部应力应变特征及继续进行排土作业的可行性,本文结合根据野外勘察及钻探工程获得的相关数据,建立了排土场的边坡三维模型,在FLAC~(3D)中运用自编折减强度法对该排土场进行应力应变特点及边坡变形失稳特点进行模拟分析。分析结果表明:普阳煤矿1号排土场当前的安全系数为0.972,已不具备继续排土作业的安全要求;边坡内部塑性剪切带仍在发育,有导通上部坡面的趋势,预测可能发生牵引式滑坡,滑面呈次圆弧状。     

基于遗传算法的边坡稳定性分析

边坡稳定性分析的关键是如何确定最危险滑动面。遗传算法是一种全局优化分析方法,克服了一般优化方法容易陷入局部最优解的缺点。由于工程实际中边坡几何形状的不规则和材料的非均匀性,真正的临界滑动面形状并不是都能用圆弧来准确描述的,研究任意型滑面情况下的稳定性很有必要。为更加合理地进行边坡的稳定性分析,利用遗传算法来搜索模拟边坡的最危险滑动面,在工程实例中进行具体应用,得到了非圆弧型滑动面,与其他软件计算结果对比,表明本文算法精度更高,适应性更广。