露天矿最终边坡角的快速拉格朗日有限差分法研究

某露天钼矿,矿体为石英粗面岩,下盘为流纹岩,上盘为粗面凝灰岩。原设计坑底标高为630 m,最终边坡角上盘实际取48°,下盘取50°。二期设计坑底标高为500 m。为了探索露天坑底延伸后的最终边坡角,分别应用ANSYS和快速拉格朗日有限差分法（FLAC-3D）,研究矮台阶和高台阶开采的边坡稳定性及局部边坡加固方法。结果表明：应用ANSYS软件在D-P准则下研究最终边坡角及边坡稳定性是不合适的;由FLAC-3D得出经济合理的最终边坡角为48°~50°。为确保边坡的长期稳定,应用长8 m的锚索加固局部台阶,可减小其潜在的受拉区中的拉应力值;按一根锚索承担的台阶潜在的受拉区的岩体自重施加锚固力是合理的;若高台阶坡面角不变,边坡稳定性略有恶化;降低高台阶坡面角可加大边坡的稳定性。在莫尔-库伦准则下FLAC-3D适合搜索岩质边坡的潜在受拉区,据此确定最终边坡角技术可行、经济合理、简便适用。用该方法研究最终边坡角,克服了极限平衡法必须事先假定滑动面的弱点。

小净距隧道在不同开挖方式下的力学效应分析

结合某公路隧道出口端隧道间距较小的实际情况,运用数值计算的方法,对软岩条件下小净距隧道在不同开挖方式下达到稳定后围岩和复合衬砌的力学效应进行了分析,同时,考察不同净距对中夹岩墙塑性区的影响。结果表明:施工小净距隧道应慎重选择后继施工隧道的开挖方式;后继隧道施工的开挖方式直接对先行既有隧道锚杆、喷射混凝土和二次衬砌应力状态产生很大影响;中夹岩墙塑性区大小与净距紧密相关,同时,隧道埋深和围岩类别也是影响塑性区大小的重要因素。

长江漫滩低路堤基底浅层固化层工作性状数值分析

低路堤可以节约不可再生的土地资源,浅层固化处置是低路堤软基处理科学、经济的方法。采用现场孔隙水压力静力触探(CPTU)对长江河漫滩相典型非均质性天然沉积软土层进行原位试验。应用二维有限差分方法对平面应变条件路堤荷载作用下有无浅层固化层的软土地基固结排水与沉降进行了仿真模拟,并应用三维有限差分方法对路面车辆重载作用下有无浅层固化层的路基及基底变形进行了三维数值仿真。结果表明:地基浅层固化层的设置改变了地基应力场的分布,通过应力扩散作用减小地基土体的附加应力,进而减小了地基土体的沉降量。基底固化层通过增强路基基底的刚度来增强路基的整体刚度,减小路基的变形,提高路基整体稳定性。

预应力锚索抗滑桩支挡结构体系数值模拟研究

为克服现行预应力锚索抗滑桩设计计算方法存在诸多问题,探讨了快速拉格朗日有限差分程序(FLAC),对预应力锚索抗滑桩支挡结构体系进行整体数值模拟方法。以较好的考虑抗滑桩、预应力锚索、滑坡体及锚固地层之间的相互作用、共同工作特性,提高设计计算效率。工程实例数值模拟计算结果比较表明,该方法是可行的。不失为一种有效的新途径。可供有关设计部门参考。同时,数值模拟也揭示,与普通抗滑桩相比,预应力锚索抗滑桩受力更合理,可使桩的截面尺寸、桩的锚固深度及桩间距等的设计更加经济。

某山坡露天矿边坡稳定性的FLAC^(3D)研究

某山坡露天矿,原设计的最终边坡角约为46°。为了探索最终边坡角的合理性,应用快速拉格朗日有限差分法FLAC3D在摩尔-库伦准则下搜索该岩质山坡露天边坡的潜在受拉区,判定其稳定性。结果表明:经济合理的最终边坡角是50°38';应用8 m长的锚索加固局部台阶可减小其潜在受拉区中的拉应力;并段将减小边坡的稳定性;爆破开挖时的同段最大装药量与爆距对边坡稳定性影响明显。该方法确定最终边坡角技术可行,它适用于研究岩质边坡的稳定性,克服了用极限平衡法研究边坡稳定性必须事先假定滑动面的弱点。

基于FLAC3D的强度折减法和点安全系数法对比

编制了强度折减fish命令流,推导了基于快速拉格朗日有限差分法的三种点安全系数计算公式,采用安全系数为1.0的ACADS边坡考题比较了强度折减法和点安全系数法在边坡失稳破坏判识及安全系数计算中的精度和可靠性,计算表明：Flac3D的solve fos强度折减模块计算的安全系数为0.99,编制的强度折减法fish命令流得到的安全系数精确到0.994,对应边坡表层控制监测点合位移增量与强度折减系数增量之比的急剧变化点、边坡剪应变增量贯通区、塑性区连通状态及迭代求解的不收敛性。强度储备法、最小距离法和线弹性公式计算的点安全系数分布规律一致,不仅能较好地揭示出边坡的失稳状态及滑面位置,同时可以反映边坡不同位置的安全系数。强度储备法公式和线弹性公式计算的连通性滑面安全系数为1.002,最小距离法公式计算的连通性滑面安全系数为1.0018。最小距离法公式更接近边坡考题的安全系数裁判值1.0。

毕机沟矿区露天开采的边坡稳定性及最终边坡角研究

毕机沟露天境界最终边坡高度达到510 m,其中山坡和凹陷露天各占一半。8~15线边坡形态复杂。为了确定经济合理的最终边坡角,应用FLAC^(3D)研究了几个典型剖面的边坡稳定性,分别确定了各部分边坡的山坡、凹陷最终边坡角及台阶构成参数,并提出了各部分局部加固的参数。该方法适合研究岩质边坡的稳定性,易于技术可行、经济合理、简便实用地确定最终边坡角。

台阶坡面角取值规律的数值模拟

台阶坡面角的大小,直接影响露天最终的边坡稳定性。应用关键词＂台阶坡面角＂和＂边坡稳定性＂,检索了中国知网1978~2015年发表的25篇相关论文,还未见台阶坡面角取值规律的专门研究。以洋县钒钛磁铁矿毕机沟露天采场为例,应用FLAC-3D专门研究了台阶坡面角的取值规律。研究发现：无论最终边坡角多小,台阶坡面角过大也会导致边坡整体失稳;台阶坡面角的合理取值范围与露天采深、边坡凹凸有关。

新型桩锚式联合加固技术研究

为有效治理高填土路堤边坡侧滑失稳破坏,将侧向锚杆技术与抗滑桩技术联合应用,并根据工程需要对该种桩锚式联合加固方法进行了技术改进。文中推荐了该种联合加固技术,并使用快速lagrange有限差分软件FLAC3D对其加固效果进行了模拟分析,结合实际工程应用情况,证明其对高填土路堤具有良好的加固效果,从而为该种加固方法的推广和应用提供了理论依据。