基于条分法对边坡渐进破坏分析及多参量评价

在滑坡传统条块法分析的基础上,应用部分强度折减法及理想弹塑性模型,用推广的条块法模拟边坡的渐进破坏过程,提出临界状态条块的决定方法,使边坡的传统条块稳定分析与变形紧密相关。在边坡临界状态逐步移动过程中滑体整体曲线表现出摩阻力随之减小,剩余推力和驱动下滑力随之增大,当所划分的最后条块达到临界状态,则边坡发生破坏。以巴东青干河桥头边坡为例,以不平衡推力数值条分法理想弹塑性模型揭示边坡的渐进破坏过程中各物理力学参量的演化特征,对边坡全过程渐进破坏中的点、面进行多参量评价分析。研究结果表明:数值模拟的条块分析法较好地描述巴东青干河桥头边坡的渐进破坏过程,并为边坡检测以及防范提供支撑。

边坡渐进破坏多参量评价指标

传统的强度折减法就是以强度折减表征岩土体破坏后区的软化力学行为,该折减系数实质为描述边坡的整体稳定系数,但物理意义不明显。边坡稳定性是一个与众多因素相关的复杂科学课题,当边坡局部处于破坏后区应力状态时,其整体并不一定发生破坏,这种由破坏区和非破坏区组成的整体实质为非稳定力学系统,难以用连续介质力学的方法获得真实解。该研究提出了描述边坡点、面(滑面)和体(滑体)的多参量稳定性评价指标;定义了点破坏、面破坏(破坏面积比、破坏应力率、破坏应变率、摩擦力变化系数、正压力变化系数、下滑力变化系数、滑面位移变化系数等)和体破坏(富余摩阻力稳定系数、主推力稳定系数、富余摩阻力稳定系数、综合位移稳定系数、富余位移稳定系数等)边坡多参量稳定性评价指标,用来对边坡点破坏、滑面扩展、连通等实施全方位演化过程描述。并充分利用部分强度折减法、理想弹塑性模型、全过程本构模型等揭示滑坡点、面和体多参量随位移和力的变化规律;以传统和推广的不平衡推力条分法为例,利用多参量描述边坡的渐进破坏过程,揭示了在边坡临界状态一步一步移动过程中点、面及体的全过程多参量稳定性演化特征。大冶市桃花山边坡计算结果表明:多参量稳定性评价指标可以较好地描述桃花山边坡各特征量的演化规律,且基于理想弹塑性模型的部分强度折减条分法点、面描述参量(破坏率、破坏比等)的值小于全过程剪应力-应变本构模型的值,边坡整体稳定系数(主推力法、综合位移法和富余位移法)描述指标大于全过程剪应力-应变本构模型,但富余摩阻力法稳定系数则相反等。该研究重点是建立了边坡多参量稳定性评价指标,并使传统的稳定系数可以和该文建议的方法加以比较,为边坡监测预警提供了理论支撑。

煤矿冲击地压综合监测预警平台研究及应用

为了全面提高煤矿冲击地压监测预警精度,提升日常监测的自动化水平,以冲击地压发生载荷条件为切入点,提出对冲击启动载荷源开展分源监测的思路,开发了煤矿冲击地压分源权重综合监测预警平台。结果表明,以现场监测数据为基础,为每种预警指标赋予属性权重和等级权重,进而得到可随冲击危险性动态变化的综合权重,采用冲击地压分源权重综合预警方法,可解决人为定权易造成主观误差的问题,回避固定权重中部分指标被中和的情况,预警结果更加客观可靠;开发了集成接口融合、格式转化、统计分析、指标优先、权重计算、等级预警等功能为一体的冲击地压综合预警平台,实现了对微震、地音、应力、钻屑等多参量、多尺度预警信息的深度开发与警情智能发布,大幅提高了预警效率及效果,在多座典型冲击地压矿井进行了成果应用。