基于FLAC-(3D)软件的露天矿边坡稳定性分析与研究.pdf

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1、露天采矿技术2013年第8期·1·基于FLAC如软件的露天矿边坡稳定性分析与研究白润才，王志鹏，王喜贤(辽宁工程技术大学矿业学院，辽宁卓新123000)摘要：采用FLAC如对露天矿边坡稳定性的数值模拟，阐明了边坡岩体应力场的演变规律，揭示了研究区非工作帮边坡的滑坡机理，确定了滑坡模式。结果表明，滑坡模式为沿“圆弧滑面”滑动。基于FLAC胁的强度折减法能真实地反映边坡的实际情况，显示出其在边坡稳定性分析中的一定优势。关键词：露天矿；边坡；稳定性；FLAC如；强度折减法中图分类号：TD824．7+1文献标识码：B文章编号：1671—9816(2013)08—0001—03在现行的数值模拟

2、计算的方法中，强度折减法是应用最普遍的方法。认为边坡的稳定安全系数可露天矿开采过程中，边坡滑坡是一种主要的地质以定义为使边坡刚好达到临界破坏状态时，对土的灾害。露天矿边坡滑坡主要是由边坡失稳导致的，所剪切强度进行折减的程度。即定义稳定安全系数为以边坡稳定性是岩土工程领域的重点问题之一。露天土的实际抗剪强度与临界破坏时折减后的剪切强度矿边坡的稳定是实现安全、高效生产的前提和基础。的比值。强度折减法的要点是利用公式随着我国露天矿数量及产量规模的加大，边坡稳定性cF=c，F=tan[(tan)／R问题更加突出。如何针对某一露天矿实际条件，科学(式中C为折减后的粘结力，为折减后的摩擦的做出边

3、坡稳定性分析，提出合理的滑坡防治措施是角，‰为折减系数)来调整土体的强度指标和c。采矿工程领域工程技术人员致力解决的问题。露天矿先对强度指标进行折减，然后对边坡进行数值分析，边坡稳定性评价，除了传统的极限平衡分析法外，数通过不断地增加折减系数，反复进行边坡数值分析，值模拟分析是主要方法之一[1]。数值模拟分析从二维直到其达到临界破坏，此时得到的折减系数即为边坡分析向三维发展是必然的趋势。FLAC如是一种三维的稳定安全系数。强度折减法的优点是安全系数直接快速拉格朗日分析的程序，它采用线性和非线性的本求出，不需要事先假设滑裂面的形式和位置阁。构模型作为单元材料，通过调整和组合13种基本形

4、状网格来模拟实际工程的几何形态和结构。在对其赋3边坡稳定性数值模拟予相应的属性后便可进行三维模拟分析，可以进行岩本文以内蒙古某露天矿为例，依据采场非工作土体的开挖、变形、破坏、边坡稳定系数的计算，可以帮工程地质条件，岩土体由上而下分别为黄土、粘实时记录某些监测点的运动变形过程等问。土、砂砾岩、弱层、煤层、弱层及砂岩。计算所采用的本文将以内蒙古某露天煤矿为例，将采用大型岩体物理力学参数见表1。岩土工程软件FLAC如对边坡的稳定性进行数值模本次对非工作帮进行数值模拟的基础是选择具拟，研究其变形破坏特征，分析滑坡机理，为提出合有代表性的剖面，模拟所建模型为此矿20勘探线，理滑坡防治措施提供

5、依据。如图1模型2O。考虑到速度及精度要满足计算的要2FLAC弛的理论基础表1岩土体物理力学参数强度折减法的计算原理。收稿日期：2013—03—23基金项目：辽宁工程技术大学第四届研究生科研立项资助项目(Y20120o805)；辽宁省教育厅科学研究一般项目(L2o0l051)作者简介：白润才(1961一)。男，内蒙古察右中旗人，教授，博士生导师，研究方向：露天开采技术与理论、数字矿山。