某露天开采矿场岩质边坡稳定性分析-论文.pdf

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1、墨墨!：!长春工程学院学报(自然科学版)2014年第15卷第2期26／32CN22—1323／NJ．ChangchunInst．Tech．(Nat．Sci．Edi．)，2014，Vo1．15，No．299—102某露天开采矿场岩质边坡稳定性分析唐川，周飞(成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室，成都610059)摘要：已知某露天开采矿坑岩质边坡的工程地质条件以及基本特征，在此基础上运用二维离散元数值分析方法模拟该岩质边坡在开挖后坡体内岩体的应力分布及变形特征，从而对岩质边坡的稳定性状况作出评价。数值分析结果表明，边坡在天然状态下是稳定的，开挖后

2、，斜坡体只是局部浅表层的岩体沿着结构面有滑动，并没有发生整体失稳现象。关键词：岩质边坡；应力分布；变形特征；二维离散元；结构面中图分类号：P642．3文献标志码：A文章编号：1009—8984(2014)02—0099—04散元与强度折减法相结合，对含多结构面的岩质边0引言坡的稳定性进行了分析。通过对节理岩质边坡的岩质边坡稳定性分析一直是岩土工程领域重要UDEC模型中的可变形块体和节理单元的强度参的研究课题，并在工程实践中占据相当重要的地位。数进行折减，使模型不能再达到平衡状态，此时的折由于岩质边坡的岩体具有一定的结构特征，不同类减系数就是边坡的安全系数，另

3、外，由对应的边坡块型的结构面及其空间的分布状况将决定岩质边坡的体的速度矢量可以确定滑动面和边坡的破坏形态。破坏模式[I]，因此在对岩质边坡进行稳定性分析之郑惠峰等[5]将块体单元法与极限分析上限法相结合前必须弄清楚岩质边坡中岩体的结构特征。在中国提出了岩石边坡稳定的块体单元极限分析上限法，西部山区，天然或人类工程活动等形成了大量的岩借助于块体单元法离散计算区域，通过块体系统速质边坡，其破坏程度往往对周围地区人民的生命和度场在结构面上满足Mohr-Coulomb屈服条件、关财产造成严重的威胁。联流动法则、速度边界条件以及块体系统虚功原理，目前国内外对岩质边坡的

4、分析研究主要采用现构成求解边坡强度储备安全系数上限解的非线性规场调查、模型试验、数值模拟和理论分析等方法。连划模型，模型的求解采用复合形法。刘立鹏等[6基镇营等[2]采用强度折减有限元法对开挖边坡的稳定于非线性强度准则——Hoek—Brown强度准则，利性进行了研究，其结构表明当折减系数达到某一数用slide软件，选取地质力学指标GSI、岩石力学参值时，边坡内一定幅值的广义剪应变自坡底向坡顶数m、应力扰动系数D、边坡高度H及坡角作为贯通，认为边坡破坏，定义此前的折减系数为安全系影响边坡稳定性的主要因素进行分析。王林峰等7]数，和强度指标相比，弹性模量、泊松比

5、、剪胀角和侧以反倾岩质边坡为研究对象，根据岩块结构面的受压力系数对边坡的安全系数影响不大。陆晓敏等[3力模式，构建了岩块结构面的断裂力学模型，并基于引入弹黏塑性流变模型来分析裂隙岩质边坡的变形断裂力学建立了各岩块结构面等效应力强度因子的及稳定性，以块体元模型来反映裂隙岩体变形的不求解方法和稳定性判据。连续性，在单元之间引入接触面单元来模拟岩体中早期的岩质边坡稳定性分析采用材料力学和简的结构面，在接触面单元中引入弹黏塑性模型来研单的匀质弹性、弹塑性理论为基础的半经验半理论究岩体变形的时间效应及稳定性。雷远见等C4]将离性质的研究方法，由于其力学机制的粗浅和假设

6、的不合理，其计算结果与实际情况往往差距较大。由于岩质边坡坡体岩体的不连续性，本文采用了目前收稿日期：20l4—06—06应用比较广泛的离散元法对某露天开采矿场的岩质作者简介：黄静(1990一)．男(汉)，四川资阳，硕士主要研究地质灾害防治与预测．边坡实例进行了稳定性分析。102长春工程学院学报(自然科学版)(1)无论是开挖前还是开挖后，斜坡体内的主应力分布符合一般斜坡体主应力分布。(2)与开挖前相比，开挖后斜坡体的最大压应力，最大拉应力，是开挖前的3～4倍，且坡脚处的压应力集中更为明显。开挖前的拉应力主要是由于坡脚处卸荷回弹引起的，而开挖后的拉应力主要是由于

7、开挖扰动斜坡体中上部表面处的岩体沿着结构面下滑引起的。(3)斜坡体在天然状态下是稳定的，开挖后斜坡体只是局部浅表层岩体沿着结构面产生了滑动，斜图8开挖后的位移矢量图坡并没有发生整体失稳现象，这与实际情况是相符的。从图8可知开挖后，斜坡体最大位移为1．438m，发生在斜坡的中上部浅表层岩体，这也正是拉应力参考文献比较集中的地方，这也说明由于开挖扰动，斜坡体中E13王兰生，张倬元．斜坡岩体变形的动力学机制[M]．北上部的局部岩块沿着结构面发生了滑动掉块现象，京：地质出版社，1986．但是斜坡体并没有由于开挖发生整体失稳的现象。[2]连镇营，韩国城，孔宪京．强度折

8、减有限元法研究开挖边从结果当中可以看出斜坡体内的两条