强震作用下多层土质边坡破坏规律与变形特征

通过对汶川地震受灾区北川县陈家坝地区的地质灾害调查,根据现场松散土质边坡破坏情况,由工程地质类比法选择了计算模型和地震波,采用岩土弹塑性理论和FLAC3D软件分析了多层土质边坡在动荷载作用下边坡单元的剪切拉伸破坏和剪切应变动力响应规律。研究表明,在水平和竖直地震波联合作用下,地震边坡单元首先在坡体内产生剪切破坏。随着震动时间的增加,剪切破坏单元向坡脚和坡肩处延伸,而在坡肩处主要产生拉破坏,一旦剪切破坏面和拉破坏面贯通,将导致边坡失稳。强震过后边坡坡脚鼓出,坡肩下凹,整个坡体呈弧形破坏。

奥灰承压水上采场底板沿工作面倾向破坏特征分析

准确预测承压水上采场底板最大破坏深度是预防煤矿底板突水的一个重要环节。为研究沿工作面倾向底板破坏特征的问题,基于矿山压力与岩层控制理论,考虑了采场底板受采动产生的支承压力、采空区压实后对底板的作用力以及承压水的共同作用,建立承压水上采场底板倾向力学计算模型,采用带有拉伸破坏的Mohr-Coulomb屈服准则对采场底板破坏进行判定。结果表明:周期来压时,采场底板沿工作面倾向破坏形态近似“倒马鞍形”,且最大破坏深度为12 m;工作面两侧底板破坏深度较大,采空区底板破坏深度较小。数值模拟计算结果表明:靠近工作面边缘弹塑性交界处底板最大破坏深度为13 m,破坏形式主要为剪切破坏;位于采空区卸压区段,采场底板破坏深度较小,破坏形式主要为剪切破坏及拉伸破坏。这与通过理论分析得到的承压水上采场底板破坏特征几乎一致。通过现场实测得到董家河煤矿22516工作面底板最大破坏深度为13.52 m,这与理论分析得到的12 m和数值模拟计算得到的13 m相比结果非常接近,验证了理论模型建立的合理性以及数值模拟分析的正确性。研究方法为分析承压水上采场底板破坏特征提供了新参考。