露天煤矿端帮单车道运输设计研究

为了最大限度回采露天煤矿端帮边坡压覆资源,基于极限平衡理论和端帮超前内排技术基本原理,应用SLOPE/W软件分析双车道改单车道运输设计对端帮整体边坡和局部边坡影响,分阶段、岩性研究了单车道循环运输条件下露天煤矿端帮最优边坡形态。研究结果表明:合理优化单车道循环运输位置,在保证端帮整体和局部边坡稳定情况下,能够显著提高煤炭资源回采率;在不超初步设计情况下,与原研究设计相比,通过优化端帮边坡设计,在实行单车道循环运输基础上,可提高端帮整体边坡角4°,提高端帮局部边坡角5°,可多采出煤炭资源300.4万t;与端帮边坡上双车道运输平盘相比,基于不同阶段端帮边坡单车道设计,可创造经济效益非常显著。

扎哈淖尔露天矿含断层和弱层软岩边坡变形破坏机理

为了研究变形破坏机理,基于刚体极限平衡理论与强度折减理论,利用SLOPE/W软件中刚体极限平衡分析Morgenstern法与FLAC3D有限差分软件分别对扎哈淖尔露天矿含有断层和弱层软岩边坡变形破坏机理进行了研究。研究结果表明:浅部边坡变形破坏主要受ⅠA煤层顶板控制,其滑坡模式为剪切圆弧为侧界面与弱层面为底界面的切层-顺层组合滑动;深部边坡变形破坏主要受断层和ⅣC煤底板弱层控制,其滑坡模式为断层、剪切圆弧为侧界面与弱层面为底界面的切层-顺层组合滑动;通过对比分析,极限平衡分析中搜索的最危险滑动面与FLAC3D模拟变形破坏二者具有一致性。

刚柔混合衬砌渠道保护层边坡的稳定研究

本文分析了影响刚柔混合衬砌渠道保护层稳定的主要因素以及复合土工膜与垫层之间的剪切特性对抗滑稳定性的影响,探讨了渠道水位骤降时其垫层保护层的稳定性,并在此基础上采用刚体极限平衡理论,得出了其垫层保护层的稳定安全系数计算公式,并对衬砌渠道保护层抗滑稳定性分析应注意的问题进行了探讨。研究表明:该安全系数计算公式的计算结果与工程的实际情况符合度较好,可为大型渠道的设计、施工提供参考。

某水电站雾化区古崩滑坡体稳定性分析

水电站雾化边坡的稳定性已成水电建设的重要问题之一。通过对雾化区古崩滑坡体工程地质条件的调查,已有变形破坏现象和边坡稳定影响因素的综合分析,认为堆积体边坡可能发生蠕滑-拉裂的变形破坏模式。采用数值计算分析了在天然和泄洪雾化条件下的变形破碎模式,分析表明:边坡变形破坏主要受控于堆积体内部的最大剪应力,在泄洪雾化条件下古滑坡极可能出现复活。最后,通过刚体极限平衡理论对边坡进行了稳定性分析。

“广义瞬时转动分析法”在组合折面地基应力计算中的应用

安全稳定分析作为水工建筑物设计的一项重要内容,一直以来备受关注。而对于建筑物折面地基应力和稳定分析问题始终未得到有效解决。关沛文在《文克尔地基上的刚体平衡理论及其应用》一文中针对现行规范及算法对于折坡基础面基础应力计算的局限性,在文克尔地基假定的刚体平衡理论基础上,提出了"广义瞬时转动分析法",并推导求证了相关计算过程。文中通过对此观点的论证和实例测试,进一步说明该方法的合理性和在类似应用问题中的可移植性。

考虑地表径流拖曳力效应多层边坡稳定性分析

为研究地表径流拖曳力对多层边坡稳定性的影响,建立了多层边坡渗流-径流耦合模型。采用NavierStokes方程描述地表径流,用Brinkman-extended Darcy方程描述土层渗流,径流区和渗流区的流体运动均满足连续性方程,且在交界面处的流体满足流速相等和切应力连续双边界条件。根据上述条件推求出径流区和渗流区的流速分布,并引入Newton内摩擦定律求出坡面径流拖曳力。利用刚体极限平衡理论对径流状态下多层边坡的稳定性进行分析,得出每层土的稳定系数。并结合工程实例讨论径流水深、边坡坡度和上下部土层厚度分别对上下部土层稳定系数的影响。结果表明,考虑地表径流拖曳力效应时,上部土体的安全系数下降了9.95%,下部土体的安全系数下降了4.99%。因此,在进行多层边坡稳定性分析与计算中,应考虑地表径流拖曳力作用。

锅浪跷水电站右坝肩棱形岩体稳定性分析

锅浪跷水电站右坝肩棱形岩体的稳定问题,主要受断层破碎带、缓倾角裂隙密集带和缓倾角剪切破碎带的组合影响,受控于缓倾角软弱结构面的产状及其抗剪强度指标。通过对结构面性状及参数取值分析,采用刚体极限平衡理论和有限元法计算,得出了棱形岩体的稳定安全系数以及需要加固的部位。

扎哈淖尔露天矿北帮边坡稳定性研究

为了最大限度采出煤炭资源,基于刚体极限平衡理论与强度折减理论,利用CAD软件二次开发与FLAC3D软件分别建立扎哈淖尔露天矿到界北帮边坡二维与三维分析模型,研究了在二维纵采条件下和三维横采内排条件下的北帮边坡失稳模式与稳定性变化规律,确定了到界边坡最优边坡形态。结果表明:到界边坡失稳模式与稳定性主要受511煤层顶板、532煤层底板和543煤层底板弱层控制,其滑坡模式为开挖后的临空面与弱层面为底界面的切层-顺层组合滑动;结合不同弱层层位位置,在纵采条件下分阶段确定了北帮到界边坡形态;利用横采内排的开采程序,在空间上借助于横采工作帮与内排土场支挡的三维效应,最终确定弱层暴露长度为100 m,开挖坡角33°,北帮到界局部边坡角可提高11°,可使煤炭开采效益最大化,最大限度回采煤炭资源155.7万t。

扎哈淖尔露天煤矿内排土场边坡稳定性优化研究

针对扎哈淖尔露天矿排土场边坡变形失稳问题,利用SLOPE/W软件分别建立不同排弃高度下的二维模型,基于刚体极限平衡理论,研究了在不同排弃高度下最优排弃平盘宽度,确定了内排边坡最优边坡形态,揭示了不同排弃高度条件下排土场边坡角变化,并分析了排土场边坡失稳机理。结果表明:内排土场边坡失稳模式以圆弧滑动为主,随着排土场排弃高度增加,稳定边坡角度相应减低,平盘宽度相应的增加;保持排土台阶坡面角和台阶高度不变,在排弃高度120、216、336 m下,确定最优排弃平盘宽度分别为50、55、60 m。

考虑地面径流动水作用的浅层斜坡稳定性分析

在研究降雨与浅层边坡稳定性时,多考虑降雨入渗造成岩土体基质吸力的减小、孔隙水压力的变化、地下水位的上升以及水对岩土体的软化、劣化效应,却忽略了地面径流动水作用。基于此,引入Navier-Stokes方程描述坡面径流,引入Brinkman-extended Darcy方程描述土体渗流,建立非线性数学模型,推导出坡面径流及土体渗流流速分布,求解出流固界面拖曳力。然后利用刚体极限平衡理论对径流状态下浅层边坡的稳定性进行分析,最后通过实例讨论坡面径流高度、土层厚度、土体强度及边坡倾角对稳定系数的影响,量化地表径流拖曳力效应对浅层边坡稳定性的贡献。结果表明:拖曳力作为一种不利因素,将随着径流高度的增加而增大,当边坡处于临界稳定状态时,较小拖曳力将对边坡稳定产生决定性的影响;斜坡稳定系数对斜坡土层厚度较为敏感,当土层厚度较薄(h=1m)时,坡面径流对斜坡稳定性具有较强的控制作用,坡面径流对斜坡稳定系数的影响达到11.3%;当土层厚度增加到5m时,坡面径流对斜坡稳定系数的影响降到3.3%。