基于FLAC3D的特大型露天边坡稳定性数值模拟分析.pdf

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1、第22卷第3期矿冶Vo1．22，No．32013年9月MINING＆METALLURGYSeptember2013文章编号：1005—7854(2013)03—0001-06基于FLAC3D的特大型露天边坡稳定性数值模拟分析陈赞成余斌胡建军吴鹏郑磊(北京矿冶研究总院，北京100160)摘要：根据某大型露天边坡的工程地质条件，在岩体质量评价和岩体力学参数分析的基础上，选择具有代表性的区域，采用FLAC建立大型露天边坡数值模型，通过三维数值模拟，揭示了特大型露天边坡的力学环境，探讨了围岩移动变形、应力分布和破坏机理，分析了露天边坡最终应力状

2、态、位移量、塑性区，分别进行数值模拟分析，其分析结果对该露天矿设计、优化与施工具有重要的指导意义。关键词：露天边坡；三维数值模拟；边坡稳定；岩体力学参数中图分类号：TD824．7文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．1005~854．2013．03．001STABILITYANALYSISOFOVERSIZEOPEN—PITSLOPEBASEDONNUMERICALSIMULATIONUSINGFLACDCHENZan—chengYUBinHUJian-junWUPengZHENGLei(BeijingGeneralRes

3、earchInstituteofMiningandMetallurgy，Beqing100160，China)ABSTRACT：Basedontheengineeringgeologicalconditionofalarge—scaleopen—pitslope，therepresentativere—gionwasselectedfirstlybyrockqualityevaluationandrockmechanicsparameteranalysis．FLACwasthenem—ployedtobuildthenumericalm

4、odeloflarge-sizeopen-pitslope．Furthermore．athree—dimensionalnumericalsimu—lationwasperformed，revealingthemechanicalenvironmentoftheoversizedopen—pitslope，exploringthefinalmovementanddeformation．stressdistributionandfailuremechanismofthesurroundingrock，andanalyzingthefi—n

5、alstressstate，displacementandplasticzone．Finally，aUofthesefactorswereanalysedbyperformingnumericalsimulation．Theresultofthisanalysishadcrucialguidingsignificancefordesign，optimizationandconstructionofthisopen—pitmine．KEYWORDS：open·pitslope；3Dnumericalsimulation；slopestab

6、ility；parametersofrockmechanics随着地表浅部可开采资源的不断减少和露天开析方法包括历史成因分析法、工程地质类比法、图解采的不断延伸，露天开采难度加大，露天边坡逐步由法、边坡稳定专家系统等。定量分析方法主要分为山坡露天矿转为深凹露天矿，露天边坡角越来越陡，确定性分析方法和非确定性分析方法。数值分析法边坡高度再创新高，使得露天边坡的稳定性研究极具有很好的实用性和有效性，也是目前应用最为广其重要。露天边坡岩体的移动、变形和稳定性问题泛的稳定性分析方法。数值分析方法经过几十年的已成为了一个影响生产、安全和环境的突出

7、问发展，主要包括连续介质和非连续介质两大类分析题¨。。边坡工程的稳定性分析方法可以分为方法。连续介质主要有：有限法、边界元法、有限差定性分析方法和定量分析方法两大类¨。定性分分法等。非连续介质主要有：离散元法、关键块体法、颗粒元法以及流形元法等¨。目前常用的数值收稿日期：2012—11—16分析方法主要有：基于连续介质力学理论的有限元作者简介：陈赞成，博士，主要从事岩石力学、采矿工程、爆破工程及露天边坡等方面的研究。法u、边界元法和有限差分法¨等；基于非连续介质力学理论的离散元法¨、刚体元法¨和不连矿冶续变形分析法¨等以及基于连续介质力

8、学和非连露天边坡工程地质分区图见图1。续介质力学理沦两者共性的流形元法⋯等。本文采用目前边坡稳定性分析最流行、最实用和最有效的有限元数值模拟法，分析研究特大型露天边坡稳定性，其分析结果达到了预期的研究效果。