基于强度折减有限元法的排土场边坡稳定性分析

排土场边坡稳定性是影响矿山安全生产的重要因素之一。为了给排土场安全生产提供可靠的理论依据,选择排土场边坡典型剖面建立数值模型,用Ansys强度折减法对边坡变形破坏机制及演变进行数值模拟,绘制边坡数值模型塑性应变云图。通过不断变化模型的折减系数求解安全系数,并对不同条件下的位移、应力、应变进行比较分析。最终计算出排土场边坡抗滑稳定安全系数值大于规范规定的最高安全系数,满足排土场边坡稳定要求,模拟分析结果符合工程实际。     

RFPA2D在内排土场边坡稳定性分析中的应用

利用东北大学岩石破裂与失稳中心开发的岩石破裂过程分析系统RFPA2D,对宝日希勒露天煤矿内排土场的边坡稳定性进行数值模拟分析,直观地得到了坡体的滑移破坏面,采用强度折减法模拟了岩体变形、破坏,直到边坡岩体发生滑坡的整个过程。算例的模拟分析证明RFPA2D能够较为准确地预测边坡潜在破坏面的形状与位置及相应的稳定安全系数,对于复杂的边坡稳定性分析是非常实用的。     

基于离散元pfc程序边坡稳定性分析

为了实现模拟颗粒运动和相互作用,了解边坡稳定性的分析方法,尤其是数值分析方法,采用离散元pfc程序分析边坡的稳定性,用简化Bishop法和简化Janbu法计算土的高边坡的最小安全系数分别为1.297,1.123,通过强度折减法来模拟边坡破坏的全过程,该方法最终能实现安全系数都比较接近,边坡的破裂面基本一致。     

露天矿高边坡破坏机理研究的强度折减法

依据岩质边坡渐进破坏特征,应用有限元强度折减方法,利用RFPA模拟软件建立了露天矿边坡的数值分析模型,模拟边坡失稳的全过程,计算出不同高度和坡角下的强度储备安全系数,获得了安全系数与边坡高度和角度之间的变化关系,分析了不同边坡的破坏特征与稳定性的演化规律。研究结果表明:边坡的破坏位置和滑坡类型与边坡的高度有关,中低边坡、高边坡、超高边坡所采取的防治措施不尽相同;强度储备安全系数会随着边坡的变高、变陡而逐渐减小;当边坡高度大于500 m时,由于发生整体滑坡的趋势下降,安全系数的下降速率变缓。     

基于边坡岩土体劣化破坏的临界滑移面研究

基于边坡岩土体劣化破坏机理,提出了一种边坡临界滑移面的确定方法。该方法通过有限元数值模拟对边坡岩土体进行多次弹塑性计算与应力分析,将每次计算得到的塑性破坏区内的岩土体强度用劣化后的强度进行替换,逐次劣化,直至塑性破坏区在坡体内贯通,模拟滑移面的渐进发展过程,最终确定边坡的劣化滑移面,并以该滑移面为临界滑移面计算边坡的安全系数。选取匀质和非匀质两类边坡算例,运用该方法确定边坡的临界滑移面,并将其与传统的强度折减法进行比较;同时采用矢量分析法分别计算两种滑移面的安全系数。分析结果表明,劣化滑移面由最初的塑性区逐渐扩展形成,劣化滑移面的确定方法适用于确定匀质和非匀质两类边坡的临界滑移面,其适用条件比传统的强度折减法更广;与强度折减法确定的滑移面相比,劣化滑移面更接近边坡实际的临界滑移面。     

基于数值模拟的露天边坡强度折减法稳定性分析

基于有限差分强度折减理论,利用FLAC软件对某露天矿边坡的稳定性进行了数值计算分析,分别得到了迭代步数突变、计算不收敛和塑性区贯通3种不同条件下的边坡安全系数。通过对以上结果的分析,得出边坡破坏在数值模拟中表现为计算的不收敛,塑性区的贯通只是边坡破坏的必要条件。     

强度折减法在高填方土质边坡稳定分析中的应用

在高填方土质边坡稳定性分析中,基于强度折减法的有限元模拟克服了传统极限平衡法的诸多不足,不仅能得到比较可靠的边坡安全系数,还能得到边坡坡体的应力、塑性区分布及变形趋势等信息。以实际高填方土质工程为研究背景,采用分施工阶段的强度折减法有限元模拟,计算边坡安全系数,分析得到各个阶段的位移变化情况。并采用极限平衡法对边坡进行对比分析,验证了强度折减法应用在该高填方土质工程边坡稳定性分析中的可靠性。     

基于FLAC数值模拟的边坡稳定性分析

利用有限差分法,使用FLAC数值模拟软件来分析边坡稳定性。通过强度折减,当折减系数达到某一数值时,系统达到不稳定状态,边坡内一定幅值的总等效剪应变自坡底向坡顶贯通,认为边坡破坏。结合露天矿边坡实例,FLAC程序通过不断降低土体抗剪强度参数,使边坡达到破坏状态得到破坏滑动面,从而表明FLAC强度折减法适用于露天矿开挖边坡的稳定性分析。     

抗滑桩位置对边坡稳定性影响的三维有限元研究

使用有限元软件ABAQUS模拟边坡破坏情况。通过调整抗滑桩的位置研究桩位置对边坡稳定性的影响,选用强度折减理论,在软件中输入相关参数,求出强度折减系数,此系数即为土体的安全系数,根据安全系数的大小判定边坡土体的安全性。研究表明,不同位置的抗滑桩对边坡稳定性影响较大,观察不同位置桩得出的安全系数发现,距离坡顶3m左右安全系数最大,坡顶次之,在离桩底1/3处,安全系数最小。     

含瓦斯煤渐进破坏极限失稳研究

为了研究含瓦斯煤渐进破坏极限失稳问题,基于含瓦斯煤强度折减法,并借助有限元数值模拟软件,对强度折减极限安全系数以及含瓦斯煤渐进破坏极限失稳过程进行分析。研究结果表明：含瓦斯煤强度折减参数修正可以表征瓦斯对于煤体的弱化作用,适用于数值模拟软件中分析煤体渐进破坏极限失稳过程;强度折减极限安全系数受围岩、瓦斯压力、外部载荷、煤泊松比等因素影响,极限安全系数值越小,代表煤体更容易达到失稳破坏状态;在强度折减过程中,含瓦斯煤状态演化分为初始损伤、渐进破坏、极限失稳3个阶段。