岩体抗剪强度参数对边坡安全系数的敏感性分析

云南某露天边坡岩体主要以大理岩化灰岩为主,边坡岩体整体呈中风化,随着后续开采,边坡的安全问题将制约矿山的发展。黏聚力(c)和内摩擦角(φ)是影响边坡工程和地下工程稳定性的主要因素,研究通过多种方法获得岩体力学参数,对比了由Hoek-Brown强度准则和岩体直剪试验得出的岩体参数,使用敏感性分析理论分析了内摩擦角和黏聚力对某露天矿岩质边坡的安全系数的影响。结果表明,Hoek-Brown强度准则得出的岩体抗剪强度参数比较可靠;在黏聚力和内摩擦角取值较小时,对安全系数的敏感性差异不明显,当二者取值较大时,以2%参数变化率为临界点,内摩擦角对岩质边坡的稳定性更显著。     

含水率对重塑红黏土反复抗剪强度影响试验研究

红黏土性质的稳定与安全生产息息相关,抗剪强度作为红黏土强度特性之一,与红黏土的稳定性密切相关。为探究含水率对红黏土反复抗剪强度的影响,以山西长治地区的重塑红黏土为研究对象进行反复直剪试验。试验结果表明：无竖向压力时,随着剪切次数的增加,抗剪强度减小并趋于稳定值,第2次剪切达到抗剪强度时对应的剪切位移小于第1次剪切时的位移,稳定剪切时对应的剪切位移大于第1次剪切时的位移;抗剪强度与含水率呈负线性关系,且抗剪强度为土体的真黏聚力,随着含水率的增加先增大后减小。当施加竖向压力后,抗剪强度随着含水率的增加而减小;利用抗剪强度表达式拟合得到内摩擦角和黏聚力,其中黏聚力随着含水率的增加先减小后增大;通过真黏聚力计算得出新的内摩擦角,2种分析方法得出的内摩擦角基本接近且均随着含水率的增加而减小,减小幅度逐渐增大。定义黏聚力差异指数比来研究真黏聚力与黏聚力之间的差异,分析得到黏聚力与真黏聚力的差异指数比在0.75~9.96之间,当含水率为19.5%时黏聚力差异指数比达到最小。利用所建立的相关经验公式,能够为红黏土地区矿山岩土勘察、设计和开挖过程中土性参数的合理选取提供一定参考。     

软土地区深基坑圆筒支护结构三维数值分析模拟

简略介绍了国内外现有的地下连续墙的设计情况,重点阐述了上海地区某钢铁企业热轧漩流池圆形深基坑支护二维、三维均匀开挖、不均匀开挖的分析方法和分析过程,以及在不同受力情况下支护墙体的应力、侧向变形、基坑土体的稳定性等,并将二维、三维分析结果与原位测试结果进行对比,提出了圆形地下连续墙的受力模型及变形、配筋等的计算方法。     

含水量对压实粘土抗剪强度的影响

通过室内直剪试验,研究了含水量对压实粘土的抗剪强度的影响,并从土体结构与土中基质吸力变化两个方面分析了作用机理。试验表明,随压实含水量增大,粘土的抗剪强度降低,粘聚力随压实含水量增加并非单调变化,其曲线型式类似于“”型,内摩擦角随压实含水量增加大体上是减小的;压实粘土浸水饱和后抗剪强度和粘聚力则显著降低,且压实含水量越小的土体在其它条件相同的条件下因饱和引起的抗剪强度和粘聚力损失越大,内摩擦角受浸水饱和的影响较小。     

算例式教学法在土力学课程教学中的应用

土力学的理论性和实践性较强,针对土力学课程的性质和特点,对土体抗剪强度内容采用了算例式教学方法。结合给定的工程算例对提出的极限大主应力法、极限小主应力法、极限内摩擦角法、极限破裂面抗剪强度、作图法、点到直线距离法及判别式法等极限平衡条件进行了判定,对需要注意的问题进行了论述。     

基于FlAC3D的露天矿边坡稳定性及影响因素敏感性分析

结合露天矿边坡实际情况，利用FLAC3D数值模拟软件对露天矿边坡进行三维数值模拟分析，运用有限元强度折减法计算边坡稳定安全系数。为研究各因素对边坡稳定性的影响，选取6个典型边坡影响因素（内摩擦角、黏聚力、抗拉强度、重度、弹性模量和泊松比）设计正交试验，采用FLAC3D数值软件对正交实验方案进行模拟运算，运用多因素灰色关联分析法分析计算结果，并与单因素分析进行对比。结果表明：根据计算不收敛这一判据，求解安全系数流程简单，在满足精度要求的情况下，求得边坡安全系数为1.96；2种分析方法计算得出的各因素敏感性大小基本一致，内摩擦角对边坡稳定性的影响最大，其次是黏聚力，泊松比的影响最小。其中，多因素分析过程中正交实验灰色理论耦合分析考虑各因素之间的交互作用，通过计算各影响因素之间的关联度，得出各影响因素的敏感性大小，所得结果更加可靠。     

降雨和蒸发对粉质黏土边坡稳定性影响分析

以山西某露天矿粉质黏土边坡为工程背景,基于饱和-非饱和渗流理论及流固耦合原理,采用有限单元法研究了降雨和蒸发作用下边坡孔隙水压力、体积含水量、位移及应变变化特点,并对不同降雨强度和蒸发强度下的边坡孔隙水压力和安全系数进行了对比分析。研究结果表明:降雨入渗导致浅层土体含水量增大,基质吸力降低,降低边坡稳定性,降雨强度越大,边坡稳定性下降越快;蒸发会降低浅层土体的含水量,增加吸力,提高边坡稳定性,且蒸发强度越大,安全系数提高越快;边坡孔隙水压力和安全系数与天气条件之间存在滞后关系,滞后时间随土体深度增加而增加。     

地下水位对硐室块体稳定性的影响分析

利用Unwedge程序分析地下水位对硐室块体稳定性的影响,进行考虑地下水压力和不考虑地下水压力2种工况计算,得出2种工况下块体的安全系数;对块体在不同水位高度和不同结构面受水压力工况下进行计算,得出安全系数随水位高度变化的曲线。通过数据对比得出,地下水压力的存在能够大大降低块体的安全系数,并且随水位的增加而非线性降低,从而证明利用Unwedge程序进行块体稳定性分析是合理而必要的。     

浅议全长粘结型岩石锚杆的锚固深度

全粘岩石锚杆由于构造简单、施工方便，在承受中、小级抗拔力时被广泛采用，其可能抵抗的拉拔力主要取决于锚固深度。本文结合某大型客运索道工程在不同岩层中大量采用全粘岩石锚杆的实例，对合理设计锚固深度进行分析探讨。     

小间距平行顶管管道土压力计算方法研究

小间距顶管过程中,由于管?管相互作用的影响,使得管周土压力分布与单管顶进土压力分布模式产生差异,从而造成小间距顶管荷载确定、结构计算及顶力估算与控制等设计施工难题。结合数值模拟反分析,基于太沙基土压力理论和极限平衡理论,假设了土体松动线和上部既有顶管的支挡作用线,进一步构建了小间距平行顶管管道拱顶垂直土压力的计算方法。基于构建的土压力计算方法,分析了土体抗剪强度、管径、管间距等对新建顶管拱顶土压力的影响,并与不考虑既有顶管影响的土柱理论和太沙基理论计算值进行了对比。计算结果表明:土体抗剪强度越大,新建顶管拱顶垂直土压力越大,而其侧面的土压力越小;抗剪强度较大时,新构建方法计算拱顶土压力小于太沙基理论计算结果,抗剪强度较小时,新构建方法计算拱顶土压力大于太沙基理论计算结果;顶管埋深增加时,新建顶管拱顶土压力增加,相较于土柱理论和太沙基理论,新构建方法计算的新建顶管拱顶土压力增量最小;随着管间距增加,新建顶管拱顶土压力越来越大。      

崩落法转阶段嗣后充填法采场稳定性分析

借助修正后的RMR方法对和睦山铁矿工程岩体进行了分级.分别采用厚跨比法、结构力学梁理论以及普氏拱理论对矿柱进行了研究,获得了嗣后采场破坏模型以及采场失稳演化过程.分析了采场尺寸、矿岩坚固性系数、抗拉强度以及内摩擦角对崩落法转阶段嗣后充填法采场稳定性的影响.通过极限平衡法建立了阶段嗣后充填法矿柱安全系数方程.研究结果表明:矿岩的坚固性系数和抗拉强度对顶板临界厚度影响明显;矿岩的内聚力对矿柱的安全系数影响最为显著.最后将上述结果应用到和睦山铁矿嗣后采场稳定性分析中,得到了块矿地带的采场顶板临界厚度和矿柱安全系数,并从理论角度分析19#矿房跨塌的原因.      

高强抗浮锚杆拉拔试验装置

滨海滩涂软弱地质,地下水位较高,采用密集高强度精轧钢囊式抗浮锚杆结构。描述了一种高强抗浮锚杆拉拔试验装置和试验方法,提出了采用普通真空千斤顶和铟钢尺测量组合测量装置辅助拉拔试验。试验装置由组合支撑、拉拔受力、液压控制和测量装置组成。结果表明,该试验装置与试验方法,测量精度高和操作简便,适用于承载力小、压缩性大,承受高强拉拔试验压力时下沉量较大的软弱土层,满足了工程施工进度和低成本要求。     

基于有限元极限平衡法的三维边坡稳定性

提出了一种基于有限元弹塑性应力场和极限平衡状态的三维边坡稳定分析方法——三维有限元极限平衡法。首先,考虑三维空间中滑动方向,提出滑动面上一点在滑动方向上的极限平衡条件,并证明滑动面上土体整体达到极限平衡状态与滑动面上土体各处在滑动方向上处于极限平衡状态等价。再通过刚体极限平衡假定计算主滑方向和滑动面上各点滑动方向。最后,定义局部安全系数为抗剪强度与滑动方向上剪应力投影的比值,基于三维边坡整体极限平衡条件将局部安全系数通过积分中值定理转变为整体安全系数。该方法计算简单,消除了剪应力比形式定义安全系数滑动面形状限制,具备合理性与有效性。算例验证结果表明,该方法滑动方向假设合理,安全系数与严格三维极限平衡法结果一致。      

湖南安仁县地质灾害特征与变形机制分析

人类工程活动、大气降雨是诱发地质灾害主要的外因。通过反演分析,滑带土的内摩擦角比粘聚力对滑坡稳定性影响大。通过稳定性计算分析,该滑坡在天然工况下处于欠稳定状态,暴雨工况下处于不稳定状态。针对该滑坡体的特征及现场条件,建议采用抗滑桩+截排水的综合治理方案。     

基于Geo-Studio的露天采场边坡稳定性研究

以卓成矿业石港矿区为工程背景,通过现场勘察和开采现状图选取最典型的边坡剖面,采用模拟软件Geo-Studio中的HH-Slope/W专业模块对边坡剖面进行极限平衡分析,得出了2个典型剖面在正常采动、爆破振动和爆破振动+地震力耦合作用等3种不同工况下的最危险滑移面位置和边坡安全系数。研究结果表明：(1)当东、西分区采场边帮采用Morgensern-price法计算时,在爆破振动和地震力耦合作用下安全系数分别为1.217和1.078,符合规范要求,边坡稳定性较高,且前者计算的安全系数比后者稍大;(2)随着工况荷载的增大,危险滑移面表现出向深部扩展的行为,稳定性逐步向临界失稳状态扩展。     

基于PEM-JFEM方法的节理岩质边坡稳定性评价

以赞比亚一露天铜矿南帮边坡(矿体下盘)为研究对象,将Rosenbluth点估计方法与节理有限元方法相结合应用于该节理发育的岩质边坡稳定性评价中.建立以边坡岩体材料强度参数(内摩擦角和黏聚力)为输入变量,安全系数为输出变量的概率模型,点估计状态函数的求解过程引入节理有限元方法.通过现场节理及结构面调查,建立边坡节理有限元模型求解边坡安全系数,得到基于安全系数的边坡变形破坏概率统计指标,对边坡稳定性进行了概率分析,分析结果与现场失稳情况一致.该方法既考虑了岩体材料参数在赋值过程中实际存在的不确定性,同时也考虑了节理岩质边坡的节理属性,充分体现了岩层接触作用的非线性关系,使得对节理岩质边坡的稳定性评价更加合理.      

基于极限平衡法和强度折减法的边坡稳定性分析

考虑传统的极限平衡法和FLAC二维非线性数值分析方法的优缺点,将边坡稳定性分析的Slide极限平衡法和FLAC2D强度折减法相结合,以某排土场为工程实际,进行了边坡在天然、天然地震、降雨和降雨地震四种不同工况下的稳定性验算比较;鉴于影响边坡稳定因素的不确定性,采用基于Spencer法的Mont-Carlo法进行了边坡可靠度指标的计算,并对强度参数C、（φ）和容重γ对边坡稳定的影响进行了分析,得出边坡稳定对内摩擦角（φ）的敏感性高于内聚力C的敏感性,而容重γ的影响较C、（φ）可忽略不计.该方法通过两者的相互校核,不仅给出边坡非线性应力-应变关系和安全系数来共同评价边坡的稳定性,而且结合排土场边坡安全系数的概率分析提供边坡潜在的失效概率使边坡稳定性评价更加科学、精确.     

降雨对某露天矿风化砂质边坡稳定性影响规律研究

边坡稳定性对矿山安全生产具有重要意义。文章结合云南某露天钨矿工程概况,应用边坡分析软件GEO-Studio,选择合理的参数及边界条件,建立边坡稳定性分析数值模型,模拟在不同降雨量、不同降雨持续时间条件下边坡的降雨入渗情况以及边坡滑移面、滑移线分布情况,得到在不同工况条件下边坡的安全系数及降雨渗流对边坡稳定性影响的规律,了解边坡失稳破坏的过程,为边坡稳定性分析提供理论依据。同时对比分析采用不同的边坡稳定性分析方法计算安全系数的结果,得出结果基本一致。     

快慢凝预应力树脂锚杆与围岩相互作用的力学特征

对比分析了快慢凝预应力锚杆较普通全长树脂锚杆的优势,从锚杆的轴向作用和横向作用两方面进行力学特性研究,得到快慢凝预应力树脂锚杆轴向和横向的应力分布规律.锚杆的轴向作用有效地改善了围岩的应力状态.锚杆的横向作用体现在两个方面,即充填裂隙和抗滑移剪切,能有效改善围岩的力学性质.最后,探讨了节理岩体中锚杆的受力特征,锚杆存在多个应力峰值点,并对轴力公式进行了修正.      

基于岩土工程概率分析的若干问题研究

采用传统解决措施进行随机测量时,土体会受矿物成分和土层深度的影响,导致测量结果缺乏可靠性,为此提出基于岩土工程概率分析的若干问题研究。采用岩土工程概率分析法分析矿山土坡稳定性的问题,并提出相应的解决措施,采用三维分析法,寻找土坡的最小安全系数,在经过失效概率计算后,确定土坡安全系数是否可靠。实验中选取了8个实验参数,利用MATLAB软件,对比两种解决措施的可靠性,实验结果表明,该解决措施测得的土坡安全系数结果可靠性更高。