基于强度折减法探究地下水作用下边坡形态对露天矿山稳定性的影响

露天矿山因其独特的开采方式,形成各种高陡边坡,威胁生产安全。尽管已有许多关于边坡形态对稳定性影响的研究,但地下水作用导致的坡体内应力变化仍可能引发边坡失稳和矿山滑坡。因此,研究地下水作用下边坡形态对露天矿山稳定性的影响尤为重要。文章基于FLAC3D手册中的模型,利用FLAC3D软件和Mohr-Coulomb准则,分析了地下水作用下不同坡度、坡高和台阶长度对复合形态边坡稳定性的影响。结果表明,地下水作用下边坡稳定系数更低,可能的滑动范围更大,并且凹坡部分的稳定性优于直坡。在此基础上,进一步探究了凹坡形态与其稳定性之间的关系:随坡度、坡高和台阶长度增大,三者与稳定系数的关系曲线呈现先减小后趋于稳定的趋势。该研究可为露天矿山的开采设计、综合治理等提供理论支持,对实现露天开采的经济合理性,确保矿山的长期稳定和可持续发展具有指导意义。

利用BSTEM模型分析库岸边坡形态对其稳定性的影响

库岸稳定性取决于最大崩塌临界机制的驱动力和抵抗力的平衡,二者的平衡又取决于库岸边坡形态、岩土组成、水流浪涌特征、植被覆盖等。边坡形态是库岸稳定性的基本条件,主要指标有坡度、岸高及坡面形态。以三峡库区忠县石宝镇段为例,利用BSTEM模拟分析库岸边坡形态对其稳定性的影响,从而得到如下结论,研究库岸坡形形态对其稳定性的影响,对评价库岸的稳定性及影响因素至关重要,是研究库区崩岸侵蚀的危险性和对库岸防治措施的有力依据。

两级均质土坡位移场对边坡形态的敏感度分析

运用Abaqus有限元软件求解边坡位移场对边坡形态敏感度的方法,求解分析了两级阶梯型均质土坡在坡顶受40 k Pa均布荷载作用下,土坡位移场对一、二级边坡坡度变化与平台高度、宽度变化敏感度的分布规律。结果表明:两级阶梯型均质土坡水平位移场与竖向位移场对二级边坡坡度最敏感位置分别位于二级边坡潜在滑移体下部与边坡坡顶后方附近;对一级边坡坡度较敏感位置分别位于边坡平台后方附近、一级边坡潜在滑坡体下部与一级边坡潜在滑移体顶部、边坡坡顶后方;对边坡平台高度较敏感位置分别位于一、二级边坡潜在滑移体下部与边坡平台下方、一级边坡坡面附近;对边坡平台宽度较敏感位置分别位于二级边坡潜在滑移体下部与边坡坡肩附近。归一化敏感度显示在4个边坡形态因素中,边坡平台高度对边坡位移场影响最大,一级边坡坡度对其影响最小。

同一边坡角下不同边坡形态及稳定性研究

为明确同边坡角下不同边坡形态对类均质土质边坡稳定性影响,以类均质土质边坡为工程实例,基于强度折减和极限平衡理论分析,应用FLAC和SLOPE/W软件确定边坡破坏机理并进行稳定性评价。结果表明:在边坡高度为50 m、台阶坡面角70°、台阶高度分别为10和5 m等分平盘情况下,边坡角度为15、20和25°时,10 m台阶高度为比5 m的边坡稳定性系数大0.037~0.516;不同滑坡模式下同一边坡角优化圆弧潜滑坡模式下稳定系数最小;当边坡角小于20°时,圆弧滑动模式下稳定系数最大,边坡角大于25°,直线-基底滑动模式下稳定系数最大。

高陡边坡形态对边坡稳定性的影响分析

为了分析高陡边坡的形态对边坡稳定性的影响,以双折线边坡为研究依据,对边坡面进行坐标网划分,通过改变不同边坡转折点的位置来变换不同的边坡形态,利用极限平衡分析软件计算得到不同形态边坡的安全系数,对所得到的安全系数进行不同条件的对比分析。计算分析得到:凹形边坡的安全系数总体大于凸形边坡的安全系数,且最优的边坡转折点位置应当布置在边坡中部靠上部位,即边坡高度的1/2~2/3处。解决了设计过程中边坡形态和转折点位置选择的问题,为边坡设计提供参考依据。

白音华四号露天矿含断层逆倾边坡形态优化

白音华四号露天矿首采区西端帮为逆倾层状边坡,受坡体内顺倾断层及弱层双重影响,开采过程中存在滑坡风险。为保障采剥作业安全,开展了西端帮边坡稳定性研究工作。选取西端帮断层区的典型工程地质剖面作为研究对象,基于数值模拟,分析研究边坡变形破坏机制及潜在滑坡模式;基于刚体极限平衡法,对边坡稳定性进行定量分析。研究结果表明:边坡的滑移模式为圆弧、断层为侧界面,弱层为底界面的切层顺层滑动;边坡形态优化设计结果:三系底板弱层以上边坡角为18°,优化后的整体边坡角为23°。

覆土厚度和边坡形态对排土场边坡稳定性的影响

复垦排土场边坡中覆土厚度和边坡形态严重影响矿山排土场边坡的稳定性及复垦效果。以国家电力投资集团内蒙古公司南露天矿排土场边坡为研究对象,利用数值模拟并结合现场监测研究了覆土厚度、台阶高度和坡面角对于边坡稳定性的影响。研究表明,排土场覆土厚度越厚,台阶坡面角越大,以及台阶高度越高,排土场边坡稳定性越差;在保证边坡整体形态不变且满足复垦施工工艺的要求下,将单级台阶坡面改为多级台阶坡面,可提高整体边坡的稳定性;综合考虑排土场复垦效果、容量、施工作业安全以及复垦成本等因素,建议台阶高度为20 m,局部台阶坡面角为24°~28°,最终边坡角为26°,覆土厚度为0.5 m。研究结果对于复垦排土场边坡设计与施工具有一定的指导意义。

含弱层复合煤层露天矿边坡空间形态优化设计

为探究弱层赋存位置及形态对复合煤层露天矿边坡滑坡模式的影响,采用剩余推力法与FLAC3D数值模拟法,结合露天矿采场自上而下逐水平形成的特点,提出一种新的复合煤层露天矿边坡参数逐阶段优化方法,将该方法应用于霍林河南露天矿,分3个阶段优化设计了该矿顶帮复合煤层边坡空间形态,避免了霍林河南露天矿顶帮未降深至坑底时就沿17煤底板弱层发生滑坡.研究结果表明:优化后弱层2以上边坡角由23°提高至27°,多采出17煤197.5万t,多剥离岩量为81.6万m3,剥采比为0.413 m3/t.

露天矿多软弱夹层边坡变形机理与形态优化研究

针对露天矿多弱层顺倾到界边坡形态设计问题,结合现场实际情况,通过对地质构造、岩层岩性、软弱夹层赋存情况等工程地质特征进行分析,基于刚体极限平衡理论与数值模拟的手段,研究了含多弱层-断层构造复合顺倾边坡的变形破坏特征、滑坡模式以及不同弱层对边坡稳定性影响程度;采用分段优化方式对到界边坡最终形态进行优化,确保了端帮到界开采过程中煤炭采出的安全高效,为类似边坡工程的滑坡防治提供参考。研究结果表明:露天矿含多弱层-断层构造复合顺倾边坡中,上部岩体含多弱层且岩层风化严重,强度较低,随矿坑深度增加,下部断层带处岩体对上部岩体的约束作用减小,露天煤矿端帮多弱层顺倾边坡的潜在滑坡模式为下部牵引致使沿弱层发生顺层滑动,软弱泥岩是滑坡的主控层,泥岩弱层和断层破碎带的相对位置关系是滑坡的主控因素;当F_(5)断层以上区段坡角为12°,F_(5)断层以下区段坡角为18°,整体坡角为14°时,边坡能够处于稳定状态。

渭北石灰岩露天采区高陡边坡破坏模式及形态优化研究

为了研究渭北石灰岩露天采区高陡边坡破坏模式及形态优化,以渭北宝鸡、咸阳地区作为研究区,通过遥感影像、无人机航拍技术与现场调研相结合,总结了石灰岩高陡边坡特征,分析了其边坡破坏模式和稳定性影响因素,并选取坡度、岩层倾角、台阶数、台阶宽度4个因素进行了正交试验,利用FLAC3D数值模拟软件计算,最终提出了边坡形态优化方案。结果表明:渭北宝鸡、咸阳地区石灰岩高陡边坡变形破坏模式为顺层滑移破坏、楔形体破坏和倾倒破坏;稳定性影响因素为岩性特征、岩体结构和边坡形态;正交试验以尽可能少的试验次数,选出了各因素的最优水平组合;最终提出了坡高为80 m的边坡形态优化参数为坡度65°,台阶数10级,台阶宽度4m,本研究可为高陡岩质边坡破坏模式、边坡形态优化及边坡生态修复研究提供参考。

软岩露天煤矿边坡稳定性分析及形态优化研究

针对露天煤矿软岩边坡强度较差,遇水结构易崩解、泥化、强度急剧下降导致露天矿在开采过程边坡稳定性难以控制的问题。研究了复杂地质条件下露天煤矿的边坡稳定性,通过分析边坡工程地质情况和地层赋存特点,提出了以各个弱层为滑移面自上而下的边坡形态逐水平优化方法,将此方法应用于白音华一号露天煤矿首采区东帮,分别对2个方案进行稳定性分析,通过对比优化确定的边坡到界形态。研究结果表明:白音华一号露天煤矿东帮容易发生顺层滑坡,采用沿底板留设宽平盘逐水平优化的方法,边坡局部沿2^(#)煤底板留设平均为85 m的宽平盘,其余各平盘宽度为35 m,将东帮终了边坡进行局部加陡,最终边坡角从11°~16°,3-1^(#)煤底板以上边坡整体及局部稳定性系数分别为1.163和1.16。方案2比方案1多剥离10612.3万m^(3),多采煤2913.9万t,方案2剥采比为1.6 m^(3)/t。

石头坪景区边坡几何形态对稳定可靠度的影响分析

兰州金城公园石头坪景区提升改造工程存在大量的自然边坡和人工边坡。因边坡土体物理力学参数存在变异性,采用了蒙特卡洛随机抽样法和极限平衡法按不同坡高及坡度计算分析了边坡稳定可靠性指标及其变化规律,结果表明在景区实际坡高、坡度范围内边坡是稳定可靠的,适宜景区建设,但当坡高、坡度达到实际范围的最大值或超范围时,边坡处于基本稳定或欠稳定状态,建议采取加固措施。

多弱层边坡破坏机理分析及形态优化

为了探讨多弱层边坡变形破坏机理,以某露天矿北帮边坡为例,综合分析以往勘探资料及研究成果,确定岩土体物理力学指标推荐值,并建立典型工程地质模型剖面。借助有限元软件分析边坡破坏机理,利用极限平衡法计算边坡稳定系数,并进行边坡形态优化。结果表明:多边坡破坏模式主要为沿弱层的“坐落—滑移式”滑动,易呈现多滑体滑动,弱层为破坏主控层;设计边坡稳定性沿弱层(1)(2)滑动存在不足,沿弱层(3)~(6)滑动存在富余;自上而下进行边坡角度优化,提出陡帮开采,提高煤炭回收率。

露天矿含断层逆倾边坡滑面确定方法及应用

受顺倾断层及弱层双重作用下的露天矿边坡变形破坏机制复杂性影响,提出了含断层逆倾边坡最危险滑面的确定方法.结合白音华四号露天矿工程实际,应用自主研发的刚体极限平衡软件,确定了该矿首采区顶帮含断层及弱层边坡的最危险滑面位置与形态,对到界边坡参数进行了分阶段优化,并通过数值模拟对该方法的可靠性进行验证.研究结果表明:提出的含断层逆倾边坡滑面确定方法与数值模拟结果较接近,可在工程实际中推广应用;白音华四号露天矿顶帮边坡的滑移模式为圆弧-断层-弱层所组合形成滑面的组合滑动,优化后整体边坡角为23°,第三系以上局部边坡角为18°.

傍山隧道爆破振动边坡传播规律试验研究

为了研究傍山隧道爆破振动在邻近边坡的传播规律,设计了4个隧道模型进行爆破试验,试验结果表明:傍山隧道爆破振动在邻近边坡上的传播随水平距离及爆心距的增大而减小,随高差增大而增大,受爆心距的影响最大,垂向振速>径向>切向。边坡形态、最终边坡角和台阶坡面角都会对爆破振动在边坡传播产生影响,4个模型坡顶与台阶边坡坡面都出现了振速放大现象,傍山隧道爆破振动对顶部的影响比对坡面的影响大,对台阶边坡的影响比直面边坡的影响大。

地形地貌条件对边坡动力响应规律的影响

为研究边坡地形地貌条件对土质边坡动力响应规律的影响以及边坡地震反应机理,利用地震模拟振动台,建立不同坡面形态条件下的土质边坡模型进行振动台模型试验。试验结果表明:土质边坡地震动力响应具有高程放大效应,边坡加速度峰值(PGA)放大系数会随高程增加而增大,水平方向坡内土体较坡面土体对地震动荷载放大更为显著;土质边坡地形地貌条件对地震动荷载放大作用有较大影响,边坡坡度越大,边坡形态越复杂,其对地震动荷载放大效应越显著,边坡土体的变形破坏也越显著。

新疆下坂地电站厂房高边坡特征及处理措施分析

通过对下坂地电站厂房出口部位高边坡地质现状的详细分析,根据不同的地质现状及部位,分六个区域。经过对六个分区进行研究,对不同区域依据实际情况给出了相应的处理措施,最终完成了厂房高边坡设计方案。

某发电厂工程黄土高边坡稳定性评价

介绍了某发电厂工程黄土高边坡的地质条件,并对其现有状态的稳定性进行了评价分析。在此基础上对可能的处治方案进行了探讨和比选,总结出安全、可靠、经济合理的治理措施。

基于改善边坡岩土体力学强度的滑坡防治措施

在整治已发生的滑坡或防治潜在滑坡时,通过改变边坡几何形态、加固工程、排水工程、支挡工程等主要工程技术措施,可以改善边坡岩土体的力学强度,提高其抗滑力,从而提高滑坡的稳定性。

晋西北典型黄土陡坡急流冲刷调查研究

随着气候的变化,近年来晋陕北部暴雨集中,来势快急,对当地黄土高原造成巨大影响,陡坡急流造成坡面大量崩塌、滑坡,形成了侵蚀堆积体和沟道泥石流,对乡村和中小城镇造成安全威胁。为了研究晋西北典型黄土高原陡坡急流冲刷情况,通过资料搜集、野外勘察和测量,选取黄土裸坡冲刷状况进行取样和现场实测,获得当地降雨资料,并得到3种典型裸坡的侵蚀特征、形态参数和颗粒级配。通过建立边坡泥沙颗粒受力模型,分析裸露黄土边坡坡面急流冲刷的发生条件。研究发现:降雨特征、土层特性与边坡形态共同影响着边坡冲刷侵蚀的发展。边坡冲沟沟深沿程呈波动趋势,直线型边坡冲沟沟深随径流量的增加而增大;凹型边坡冲沟沟深随径流量的增加而增大,随坡度的增大而减小;凸型边坡冲沟沟宽沿程沟深随径流量的增加而减小,随坡度的减小而减小。边坡冲沟沟宽沿程呈抛物线变化趋势,沟宽沿BC坡段减小,沿DE、FG坡段增大。