软弱夹层赋存特征对边坡稳定性的影响

基于软弱夹层力学性质较差,易导致边坡失稳破坏的工程难题,通过FLAC3D建立含有软弱夹层的数值计算模型,分析软弱夹层厚度、赋存深度和岩性等对边坡水平位移和安全系数的影响。结果表明:随软弱夹层厚度的增加,水平位移逐渐增大,最大值达到7.44 m,边坡安全系数呈线性减小,最小安全系数为1.13;随软弱夹层赋存深度的增加,坡脚处水平位移逐渐减小,最小值为3.71 m,降幅为23.88%,软弱夹层与坡面相交处水平位移逐渐增大,最大值为6.90m,增幅为35.56%,边坡安全系数从1.36降至1.27,降幅为7.09%;随软弱夹层黏聚力的增加,水平位移逐渐减小,最小值为3.45 m,降幅达53.06%,边坡安全系数由1.15增大至1.27,增幅为10.43%。     

排土场软弱夹层厚度与降雨量耦合的稳定性研究

根据刚果(金)排土场边坡实际情况,以软弱夹层厚度与降雨量为变量,进行了两者耦合与边坡安全系数的影响研究,基于Geostudio-SEEP/W、SLOPE/W模块的计算能力,应用Bishop方法计算了在不同夹层厚度、不同降雨量下的边坡最小安全系数,同时进行了排土场边坡的滑动面分析及渗流分析。研究表明:降雨量增加,水位逐渐上升,抗剪强度减弱,安全系数逐渐降低;软弱层厚度增加,滑面半径增大,抗滑力减小,安全系数减小,降低速率大于降雨。     

倾斜基底排土场边坡变形破坏底面摩擦模型实验研究

某露天铁矿废弃排土场高134 m,基底为粉质黏土,平均厚度为12.65 m,基底坡度前缓后陡,后部坡度达16°。运用底面摩擦模型实验,研究基底在天然状态和饱水状态下的排土场边坡的变形破坏特征,并对排土场边坡潜在破坏的演化过程和诱因进行了探讨。基底天然状态下排土场边坡整体稳定,仅在下部边坡发生局部破坏。基底饱水排土场边坡沿粉质黏土层发生整体滑动。排土场的潜在破坏模式为滑塌-牵引-推移复合破坏模式,首先是排土场前缘一级边坡失效,沿基底粉质黏土层剪出;然后是边坡前缘侧向支撑力降低导致二级边坡临空面加大,潜在滑面逐渐扩展至二级边坡水平;最后是排土场边坡出现整体滑移,后缘张裂牵引排土场顶部,并沿张拉裂缝下挫至二级边坡,并继续推移下级边坡滑移,最终形成前部鼓胀后缘下挫的稳定状态。     

降雨对排土场边坡渗流及稳定性的影响

以降雨时期排土场的稳定性为研究对象,结合唐山某排土场堆积特征和地区气象条件,基于Geo-studio软件中SLOPE/W、SEEP/W等多个模块的不同算法,估算理论派生土体的土水特征曲线和渗透系数函数,计算了矿山排土场边坡在天然状态时的最小安全稳定性系数,分析了不同降雨状态下排土场边坡渗流特征。研究结果表明：一定的降雨强度下,随着降雨时间的增长,排土场坡体内的浸水面深度逐渐增加,孔隙水压力增大,安全稳定性系数在逐渐降低,边坡将向不稳定状态演变;降雨强度增大,会使边坡稳定性系数降低的速度增加,随着降雨强度和降雨时间的持续增加,边坡终将向不稳定状态演变。     

天然和饱水状态下路堑边坡稳定性离散元分析

路堑边坡稳定性分析是公路工程建设中的核心问题,而大多数滑坡都是在雨季或降雨后的短时间内发生,在边坡稳定性分析中合理地考虑降雨作用的影响是十分必要的。以渝黔高速公路某路堑边坡为研究对象,根据工程施工的实际情况,分五个开挖步、六个阶段对处于天然及饱水两种状态下的边坡稳定性进行了离散元动态模拟,并对软弱结构面处的关键块体进行了跟踪分析。分析结果表明,在整个开挖过程当中,天然状态时的边坡整体稳定性较好;如果边坡岩体处于饱水状态,边坡的稳定性程度则会明显降低,尤其是当边坡开挖至第3阶段时,即软弱结构面被切割临空后,边坡的位移值及安全系数大小均出现了大的跳跃式变化。再次证明了该岩质路堑边坡是否可能滑坡,实质上是受软弱夹层的强度控制,而水是导致边坡发生失稳破坏的诱发因素。研究结果能够为边坡的合理防治提供必要的理论依据。     

饱水黄土基底排土场地质力学模型试验研究

为了揭示排土场边坡的变形机理和潜在病害的发展规律,采用地质力学模型试验方法,以黑岱沟露天矿黄土基底排土场作为研究背景,完成了分级填筑模拟排土边坡增高过程,并进行了地下水入渗基底软弱黄土层的模拟试验。介绍了饱水黄土基底排土场的相似物理模拟方法,采用底部注水的方式模拟地下水入渗基底软弱黄土层对边坡稳定性的影响,研究了分级填筑、软弱基底以及饱水条件下黄土基底排土场边坡裂缝开展和发育特征以及边坡破裂面的空间形态特点。研究表明,随着排土高度的增加,主要变形由淤泥质黄土上部坡体向临空方向的压剪变形为主,逐渐转变为天然黄土上方坡体竖向沉降为主,并且黄土基底含水量的持续增加会直接引起边坡的破坏失稳,变形模式为后缘依附淤泥质黄土与天然黄土(水坑边缘)分界面的整体滑动。     

含软弱夹层边坡破坏过程及其影响因素分析

为研究软弱夹层及边坡自身特征对边坡破坏过程的影响,基于拉张破坏原理,以内蒙古某露天煤矿南帮边坡为背景,建立拉张破坏有限元模型,研究了边坡在不同夹层埋深、夹层倾角、夹层厚度、边坡倾角4种工况下坡体内裂纹扩展过程和第一主应力演变过程。结果表明:随着夹层倾角、夹层厚度、边坡倾角增大,边坡内裂纹更容易与软弱夹层贯通;随着夹层埋深增大,边坡表土层虽更易发生破裂,但裂纹的扩展程度与夹层埋深呈现相反的规律。     

高陡永久硬岩土复合边坡稳定性分析与评价

为了保证选煤厂及附属设施服务期间内不受邻近高陡排土场边坡稳定性的影响,在建立排土场边坡及下部各层位实体模型的基础上,利用极限平衡数值计算软件求算不同工况条件下单台阶边坡、整体边坡的稳定性。计算结果表明:天然状态下排土场单台阶边坡、整体边坡稳定性满足稳定性要求;暴雨饱水条件下排土场边坡处于欠稳定状态;露天矿前期排弃的碎石、黏土物料对天然边坡的稳定性影响不大,对饱水条件下边坡的稳定性起控制作用。为保证排土场边坡长久稳定性,排弃终了后仍需做好边坡的防排水措施,并建议采取边坡压脚措施。     

矿山边坡软弱夹层赋存状态及蠕变特性对边坡稳定性影响研究

含软弱夹层的露天矿山边坡是一种广泛存在的地质体,其弱强度的夹层岩土体更易导致边坡发生滑坡失稳。然而,目前对含缓倾软弱夹层矿山边坡的研究不够系统深入,且缺乏对其的长期稳定性分析研究。本研究依托某典型的含缓倾软弱夹层露天矿山边坡,系统分析了软弱夹层赋存状态多因素影响下边坡的位移变形演化规律及破坏模式;借助能描述软弱夹层蠕变特性的 Burgers 本构模型,深入探讨了含软弱夹层矿山边坡的长期稳定性。研究结果表明：弱强度参数的缓倾软弱夹层对边坡稳定性也会产生显著影响,软弱夹层的倾角和埋藏深度会明显影响边坡滑裂带位置,且在临界破坏时沿软弱夹层形成完整的贯通滑面;软弱夹层的蠕变特性降低了边坡的长期稳定性。研究成果将为分析此类矿山边坡的工程问题提供借鉴。     

孔隙水压力重分布对排土场边坡稳定性影响规律研究

为了研究不同孔隙水压力重分布作用下排土场边坡稳定性差异情况并进行稳定性评价,根据某矿区排土场8—9月实际地下水位分布,分析水压力重分布对边坡稳定性影响机理;通过SLOPE/W模块模拟不同孔隙水压力分布时边坡稳定性差异及安全系数变化情况。结果表明:孔隙水压力重分布后会使坡体内部孔隙空间改变,加速入渗作用,造成排土场边坡不同程度弱化;随着负孔隙水压力分布范围的减小和扩大,边坡基质吸力改变,安全系数呈先减小后增大趋势;边坡安全系数增加至1.421时地下水位高度降低30 m,整体靠近基底,不再对排土场边坡稳定性产生影响。     

顺倾软弱起伏基底内排土场边坡稳定性影响因素分析

为了更有效地指导内排土场边坡参数的动态优化设计，最大限度利用内排空间，结合霍林河南露天矿工程实际，应用刚体极限平衡法，分析了边坡形态、基底倾角、断层落差等因素对内排土场边坡稳定性的影响，获得了规律性认识；将得到的规律应用于霍林河南露天矿内排土场边坡参数设计，并应用数值模拟手段进行验证。研究结果表明：顺倾软弱起伏基底内排土场边坡稳定性与边坡高度、边坡角、基底倾角呈负相关，与断层落差呈先降低后升高、与断层相对坡脚距离L呈先升高后降低关系；随着内排土场推进距离的逐渐增加，边坡滑坡模式由上部边坡沿下盘基底切层–顺层滑动转变为从下部边坡沿上盘基底切层–顺层滑动；霍林河南露天矿内排土场边坡高度216 m、边坡角20°、基底倾角5°的工况下，断层落差为30 m时，其稳定性系数最小。     

南美洲某铜矿排土场边坡稳定性研究#br#

为保证排土场安全生产，以南美某铜矿排土场边坡为例，应用极限平衡法模拟现状排土场边坡在降雨入渗前后以及地震工况下安全系数、渗流场变化规律，结果表明，在降雨入渗之前，排土场安全系数高于规范值，边坡处于稳定状态；降雨入渗之后，边坡体积含水率增加，土体发生软化，强度参数降低，边坡沿软弱层面发生滑动破坏，造成边坡失稳；在地震工况下，安全系数下降明显。在其基础上，利用MIDAS软件建立排土场边坡三维数值模型，并利用有限元法进行数值模拟，结果表明，排土场最易发生屈服的区域为坡角基底处，其物理力学指标较低，底部土体先发生屈服破坏，之后带动上部台阶边坡发生破坏，排土场破坏模式主要以深层滑动为主。2种计算方法结果得出边坡破坏模式不同，边坡发生破坏的趋势相近，体现了2种计算方法的合理性。     

流固耦合作用下含缓倾软弱夹层边坡稳定及参数敏感性研究

含缓倾软弱夹层岩质边坡中,存在应力场、渗流场等多场相互作用。由于不同区域缓倾软弱夹层形成的地质条件和组成成分不同,导致软弱夹层力学参数各异,在渗流场和应力场耦合作用下软弱夹层力学性质相对于自然状态亦会产生变化,因此流固耦合作用下缓倾软弱夹层参数特征的研究成为边坡稳定性分析与治理工作中需要进一步研究的问题。为探求流固耦合作用下含缓倾软弱夹层典型相关参数对岩坡稳定性的影响程度,以四川省金顶黄山石灰石矿山边坡为研究对象,基于强度折减法和流固耦合理论对边坡进行稳定性分析,选取软弱夹层倾角、厚度、内摩擦角及黏聚力设计正交试验,并采用极差分析和单因素分析法对各参数在边坡稳定性分析中的敏感性进行研究。研究结果表明:在流固耦合作用下,软弱夹层厚度越大、黏聚力越高,边坡稳定性不一定越好;软弱夹层倾角越小、内摩擦角越大,边坡越趋向于稳定。     

南美洲某铜矿排土场边坡稳定性研究

为保证排土场安全生产,以南美某铜矿排土场边坡为例,应用极限平衡法模拟现状排土场边坡在降雨入渗前后以及地震工况下安全系数、渗流场变化规律,结果表明,在降雨入渗之前,排土场安全系数高于规范值,边坡处于稳定状态;降雨入渗之后,边坡体积含水率增加,土体发生软化,强度参数降低,边坡沿软弱层面发生滑动破坏,造成边坡失稳;在地震工况下,安全系数下降明显。在其基础上,利用MIDAS软件建立排土场边坡三维数值模型,并利用有限元法进行数值模拟,结果表明,排土场最易发生屈服的区域为坡角基底处,其物理力学指标较低,底部土体先发生屈服破坏,之后带动上部台阶边坡发生破坏,排土场破坏模式主要以深层滑动为主。2种计算方法结果得出边坡破坏模式不同,边坡发生破坏的趋势相近,体现了2种计算方法的合理性。     

爆破振动对排土场稳定性影响的数值模拟研究

采用数值模拟方法,结合某矿排土场的实际情况,研究不同爆破水平振动强度对该排土场边坡稳定性的影响,提出边坡能够承载的水平临界破坏振速和保障边坡稳定的安全振速。模拟结果表明,在不考虑爆破水平振动荷载的情况下,排土场边坡处于稳定状态;当考虑爆破水平振动荷载时,边坡安全系数随着爆破振速的增加而降低。取有爆破振动荷载时的边坡安全系数为1.05,主振相频率27~28 Hz,计算得出边坡安全允许振速为11.35cm/s,边坡处于破坏的临界状态时,计算得出边坡的临界破坏振速为13.3cm/s。     

锚杆支护顺层岩体边坡地震动破坏分析

运用FLAC3D探讨了地震作用下顺倾层状岩体边坡软弱夹层参数(数量S、间距D、厚度H和倾角α)对边坡稳定性与锚杆轴力的影响。研究表明:地震作用下顺倾层状岩体边坡仅沿某一软弱夹层以倾倒-滑移的破坏模式失稳破坏,软弱夹层参数的改变并不会改变其破坏模式和主要破坏面位置;S、H越大,地震作用下坡面永久位移和锚杆轴力越大,D、α越大,永久位移和锚杆轴力越小;轴力沿杆身呈"山峰"式分布,主软弱夹层处"峰值"最高;研究可为地震作用下多层软弱夹层边坡的支护和抗震设计提供有益参考。     

某排土场边坡堆置全过程渗流稳定时变分析

目前对排土场边坡稳定性多以单一安全系数作为评价标准,难以全面反映排土场边坡堆置全过程稳定性演化的实际情况。对此,以福建地区某排土场边坡作为研究对象,在掌握其工程地质条件与气象资料的基础上,研究排土场边坡堆置全过程各阶段在降雨与蒸发作用下渗流稳定的时变规律。研究结果表明,在过程降雨量大时,排土场边坡基底会出现滞水,安全系数受其影响大;逆排工艺形成的排土场边坡,基底滑动安全系数随着堆置台阶增加呈阶段式大幅下降;排土场边坡安全系数具有滞后效应,最危险的时刻出现在降雨停止后的一段时间。研究成果对排土场边坡的稳定分析具有理论与实际意义。     

考虑软弱夹层蠕变特性的某矿山边坡稳定性研究

为研究软弱夹层的存在状态对岩土体强度变形特性的影响，选用PFC3D离散元软件进行不同条件下的复合岩样标准三轴试验模拟，深入分析其强度变化规律及变形破坏特征；借助FLAC3D软件建立了依托实际工程的三维模型，选用考虑蠕变特性的Burgers模型，对露天矿山边坡的稳定状态进行深入分析，得到如下结论:（1）软弱夹层的倾角、厚度、层数等参数均对复合岩样的强度有显著影响；（2）随着夹层倾角增大，三轴试样产生大量剪切裂缝；随着夹层厚度增大，三轴试样由剪切破坏向张拉破坏转变；随着夹层层数增加，三轴试样呈现中间部位的张拉破坏；（3）当考虑露天矿山软弱夹层的蠕变特性时，其强度折减系数为1.16，比不考虑蠕变特性降低了约10%，可为实际工程提供更高的安全存储。     

软弱倾斜复合基底排土场边坡失稳机理与控制

针对露天矿软弱倾斜基底排土场边坡变形失稳问题，以蒙东西二露天矿排土场边坡为工程背景，基于刚体极限平衡与三维数值模拟方法，揭示了不同基底倾角条件下排土场边坡稳定性变化规律，分析了软弱倾斜复合基底排土场边坡失稳机理，并讨论了治理措施。研究表明：①排土场边坡稳定性与顺倾基底倾角呈负相关关系，与逆倾基底倾角呈正相关关系；②排土场边坡基底失稳过程可分为排土场沉降、局部剪切错动、局部剪切破坏、剪切裂缝扩展和贯通5个阶段；③排土场潜在滑坡模式是以排弃物料内部拉裂的圆弧形态为侧界面，以基底剪切滑移为底界面的切层-顺层滑动；④排土场边坡基底逆倾时的稳定性明显优于基底顺倾时的稳定性，极限平衡法分析结果与数值模拟研究结果具有良好的一致性，充分体现了软弱倾斜复合基底排土场的边坡失稳特征。在上述分析的基础上，进一步讨论了排土场边坡稳定性控制方案。针对顺倾基底明显不利于排土场稳定的问题，通过调整局部区段排土线的布置及发展方式和改变剥离物的排弃顺序有助于提高顺倾基底条件下排土场的稳定性。     

软弱倾斜复合基底排土场边坡失稳机理与控制

针对露天矿软弱倾斜基底排土场边坡变形失稳问题，以蒙东西二露天矿排土场边坡为工程背景，基于刚体极限平衡与三维数值模拟方法，揭示了不同基底倾角条件下排土场边坡稳定性变化规律，分析了软弱倾斜复合基底排土场边坡失稳机理，并讨论了治理措施。研究表明：①排土场边坡稳定性与顺倾基底倾角呈负相关关系，与逆倾基底倾角呈正相关关系；②排土场边坡基底失稳过程可分为排土场沉降、局部剪切错动、局部剪切破坏、剪切裂缝扩展和贯通5个阶段；③排土场潜在滑坡模式是以排弃物料内部拉裂的圆弧形态为侧界面，以基底剪切滑移为底界面的切层-顺层滑动；④排土场边坡基底逆倾时的稳定性明显优于基底顺倾时的稳定性，极限平衡法分析结果与数值模拟研究结果具有良好的一致性，充分体现了软弱倾斜复合基底排土场的边坡失稳特征。在上述分析的基础上，进一步讨论了排土场边坡稳定性控制方案。针对顺倾基底明显不利于排土场稳定的问题，通过调整局部区段排土线的布置及发展方式和改变剥离物的排弃顺序有助于提高顺倾基底条件下排土场的稳定性。