安太堡露天煤矿储煤场破碎站滑坡分析及治理设计.pdf

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1、臣墨困露天采矿技术2OlO~第5期65·安太堡露天煤矿储煤场破碎站滑坡分析及治理设计刘树杰，徐贵娃，王勇，李海斌(中煤国际工程集团沈阳设计研究院，辽宁沈阳110015)摘要：针对安太堡露天煤矿储煤场破碎站东侧边坡出现滑坡迹象，利用有限元分析软件Midas／GTS提供的有限元强度折减法和应力平衡法对现有边坡进行了分析和预测，根据场地现有条件和3-．艺要求提出了较为合理的格宾挡土墙的边坡治理方案，并建立了有限元分析模型，计算结果证明此方案设计满足规范要求，边坡安全稳定。关键词：强度折减法；应力平衡法；边坡稳定性；格宾挡土墙；有限元分析中图分类号：TD824．7文

2、献标识码：B文章编号：1671—9816(2010)05—0065—041前言极限平衡理论是最经典的稳定性分析方法。它是将土体划分成若干条块后，再对条块进行受力分山西省是我国的产煤大省，煤矿数量较多，多数析，且只考虑静力平衡条件和土的摩尔一库仑破坏煤矿的工业场地多处于山区，地形、地貌较为复杂。准则，通过分析土体在破坏时的受力平衡来求解，同由于煤矿工业场地生产所需的主要设施及配套设时采用一些简化假定，使静不定问题变成静定可解，施，如洗煤车间、破碎车间、输送设备、机电修车间、分析计算工作大为简化，具有模型简单、计算公式简肖防器材库、变电所等均要满足功能需要，要求

3、各个捷、可以解决各种复杂剖面形状、能考虑各种加载形设施场地的标高与井口轨面标高基本保持一致，以式的优点，且简化对计算结果精度损害并不大，因此保证主要设施与配套设施之间交通联系的协调、顺在工程中获得广泛应用。目前常用的方法包括瑞典畅，因此在进行煤矿工业场地布置时，要尽量保证用条分法、毕肖普法、简布法等。地平整。但要在地形、地貌复杂的山区建设平整的工然而，极限平衡法也存在许多不足之处，如只能业场地必然产生大量的挖方、填方，从而形成大量的提供宏观的稳定性，不能对边坡的应力分布、变形大边坡区域。为了确保建构筑物工程的安全稳定，不得小作全面的分析；对于复杂的边坡，如当

4、边坡由非均不对边坡区域采取防护措施。正确、合理、经济地处质和各向异性材料组成时(高边坡或边坡是由开挖理边坡工程，确保建构筑物工程的安全是每一个工再回填形成的等等)，极限平衡法就无能为力了。程技术人员都必须关注的问题，同时也是节省基建2．2有限元法投资成本的有效途径之一。随着计算机的计算技术的高速发展，越来越多2边坡稳定性分析方法的工程采用有限元方法进行边坡分析，与传统的极限平衡法相比，边坡稳定分析的有限元法的优点如下：边坡稳定性分析的目的在于保证边坡安全稳定(1)破坏面的形状或位置不需要事先设定，假定的前提下，寻求挖方量小，滑坡处理及补救工程费用破坏自然地发

5、生在土的抗剪强度不能抵抗剪应力的低的边坡设计方案，因此合理分析边坡稳定性是十地带，自动找出潜在滑动面并计算安全系数；分重要的。目前进行边坡稳定性分析的方法主要有(2)由于有限元法引入变形协调的本构关系，因极限平衡法、有限元法及有限差分法等。此也不必引人假定条件保持了严密的理论体系；2．1极限平衡法(3)有限元解提供了应力和变形的全部信息；收稿日期：2010—04—19(4)可适用于几何条件、荷载条件和材料分区较作者简介：刘树杰(1983一)，男，硕士研究生，2009年毕业为复杂的问题；于大连理工大学土木水利学院岩土工程专业，现在中煤国际(5)可根据塑性区的扩

6、展调整荷载分布。工程集团沈阳设计研究院工程勘察所从事岩土工程勘察、设2_3有限差分法计工作。近几年发展起来的快速拉格朗日法(FastLa—·66·露天采矿技术2010年第5期grangianAnalysisofContinua，简称FLAC法)则是较应力平衡法两种计算模式，对破碎站边坡进行数值好的吸取了其他数值方法的优点并克服其缺点丽形模拟，分析滑坡原因及提出合理安全的治理方案；同成的一种新型数值计算方法。时计算得到各种工况下边坡的塑性区贯通的部位以FLAC法基本原理类同于离散单元法，但它却能及边坡整体安全系数，由此确定边坡的薄弱带和潜像有限元那样适用于多种

7、材料模式与边界条件的非在滑面，客观反映边坡的稳定性。规则区域的连续问题求解。在求解过程中，FLAC又有限元强度折减法是将边坡强度参数粘聚力C采用了离散元的动态松弛法，不需求解大型联立方和内摩擦角同时除以一个折减系数F得到一组程组，便于计算。另外，FLAC法不但能处理一般的新的C和值，然后作为一组新的材料参数输入再大变形问题，而且能模拟岩体沿某一软弱面产生滑进行试算，当计算不收敛时对应的F被称为边坡的动的变形。FLAC法能针对不同的材料特性，使用相最小安全系数，此时边坡达到极限平衡状态，发生剪应的本构方程来比较真实地反映实际材料的动态行切破坏的同时可得到临界滑

8、动面。为。FLAC法还可考虑锚杆、挡墙、抗滑桩等支护