排土场堆排过程的应力场演变特性与稳定性评价.pdf

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1、露天采矿技术2010年第5期·59·排土场堆排过程的应力场演变特性与稳定性评价杨宏(云南省小龙潭矿务局，云南开远661601)摘要：在排土场堆排过程中随着高度的增加，基底软岩与排土场内部塑性变形及破坏区增大，文中应用三维数值模拟方法对排土场内部与基底应力场演变规律进行了分析，据此确定其破坏模式。在此基础上应用滑移场理论方法对滑移面进行了搜寻，将两者对比确定滑面，并进行稳定性评价，由此提高了排土场安全评价的可靠性，以确保矿山全安生产。关键词：数值模拟；滑移场；边坡稳定；应力场中图分类号：TD824．7+1文献标识码：A文

2、章编号：1671—9816(2010)05—0059—03EvolutioncharacteristicsanstabilityevaluationofwastedumpheapingprocessYANGHong(X／aotongtanMingBureauinYunnanPraise，Kaiyuan661601，China)Abstract：Plasticdeformationandfailurezoneareincreasedasheapingheightraisesduringwastedumpheap，chan

3、ginglawofstressfieldforbaseandinternalrockmassisanalyzedbynumericalsimulation，andfailuremodeisinsured．Slidingfaceisprobedbyusingc6ficMslidingtheory，slidingfaceisinsuredbycomparisontwomethod，therefore，reliabilityofwastedumpevaluationisraised，andsafeproductionispr

4、ovided．Keywords：numericalsimulation，slidingfield，slopestability，stressfield1概述2堆排过程中应力场演变规律的数值模拟分析在露天矿排土场堆排过程中，由于荷载递增将2．18—8剖面应力场演变特点的数值模拟分析诱发基底与排土场边坡的应力场演变，从而导致排数值模拟采用三维弹塑性有限元方法进行分土场边坡的变形或破坏，并由此影响到矿山的安全析。数值模拟过程中以设计剖面为中心向两侧各扩生产。一般在不同的环境工程地质条件和水文地质展100m建立基本模型，然后依

5、据堆排顺序和台阶条件下，排土场的破坏特点是不同的。设计中涉及到数依次加载，据此来分析应力场和安全率的演变规排土场基底为较厚的粉土和粉质黏土，并在其上部律，最后综合总结其变形的规律性，探究其应力场演堆排废石土。这里涉及到两个方面的问题，一是土地变机制和边坡破坏机制。问题，二是安全问题。由于土地资源不可再生，如考虑到高陡边坡岩体是由不同力学特性的多岩何有效应用土地资源，在满足安全的前提下堆排更层组成，并且岩体本身是一种特殊的材料，所以，数多的废弃物，以便减少土地占用量，从而提高经济值模拟中应用Druck—Prager曲服准

6、则判别岩体应力效益。状态及其堆排过程中的应力变化特点。本文以数值模拟分析为基础，针对排土场堆排本次数值模型以8-8剖面为中心，向左右两侧过程中应力场的演变特点，进行数值模拟研究，在此各扩展100m，沿倾向取576m，高度取245m。模型基础上通过滑移场方法进行验证，然后进行稳定性共划分为11200个单元、50837个节点。图1至图7评价，从而为优化设计与安全生产服务。是堆排过程中应力场的变化特征图。从堆排下部第一台阶到第四台阶的动态应力场演变特点表现在如下几个方面：收稿日期：2010—07—04(1)Y方向应力随着堆高

7、的增加．压应力依次增作者简介：杨宏(1957一)，男，小龙潭矿务局局长，高级职称，研究生导师，先后承担各类课题30余项，获得各类奖大；方向应力特点前二级堆排台阶基本没有产生励1O余次，出版专著3部。应力集中现象；但在局部产生应力分布不均匀现象，·60·露天采矿技术2010年第5期图l原始地形方向应力分布等值线图图6第四平盘堆载后方向应力分布等值线图图7第四平盘堆载后主应力矢量分布图图2第一平盘堆栽后方向应力分布等值线图DRAFT125lOO755025o-25-500100200300400500图8堆排结束后排土场8

8、-8剖面滑移面搜寻图主要产生在排弃物与表土接触层，当深度达到一定图3第二平盘堆载后方向应力分布等值线图值之后恢复平行状(见图1至图7所示)；(2)从主应力矢量场变化特性来看，第一步堆排对主应力矢量场稍有影响；第二步堆排后主应力矢量场在边坡下部产生变化，主要位于排弃物与山坡表层之问；从第三步堆排开始后，主应力矢量场变化依次增大，主要