基于FLAC节理化模型的层状岩体边坡数值分析.pdf

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1、第22卷第8期中国矿业Vo1．22，No．82013年8月CHINAMININGMAGAZINEAug．2013。§慕糕恭基于FLAC节理化模型的层状岩体边坡数值分析常来山，陈亚楠，陶东海，牛文杰。，郭杨(1．辽宁科技大学，辽宁鞍山114051；2．鞍钢集团矿业公司，辽宁鞍山114001；3．鞍钢矿业设计研究院，辽宁鞍山114004)摘要：采用节理化本构模型描述层状岩体的各向异性特征，对鞍千矿许东沟采场上盘顺层岩体边坡建立了FLAC计算简化模型，数值模拟分11步进行开挖，分析计算在开挖过程中岩体内部应力与位移的变化规律，确定边坡岩体塑性区的分布情况。模拟结果表明

2、层状岩体边坡的稳定性在岩体强度和结构面强度共同控制下，由于大量顺层层理的存在，降低了岩体边坡的稳定性，增大了沿层理形成滑坡的可能性。关键词：顺层岩体边坡；节理化本构模型；FLAC模拟中图分类号：TD854．6文献标识码：A文章编号：1004—4051(2013)08—0077—04NumericalanalysisoflayeredrockslopbasedonFLACUbiquitous-JointmodelCHANGLai-shan，CHENYa-nan，TAODong—hai。，NIUWen-jie。，GUOYang(1．UniversityofScien

3、ceandTechnologyLiaoNing，Anshan，114051，China；2．AnSteelMiningCorporation，Anshan114001，China；3．MiningDesignandResearchInstituteofAnSteel，Anshan114004，China)Abstract：TheFLACsimulationmodelwasestablishedforlayeredrockslopeintheupperplateofAnqianXuDonggouMine．Itdescribedtheanisotropicchara

4、cteristicsoflayeredrockmassbyusingUbiquitous—JointMode1．Theminingsimulationwasadoptedtoanalyzethevariationrulesofstressanddisplacement．Thenthedistributionsituationoftheplasticzonewasconfirmed．Thesimulationresultshowsthatthestabilityisreducedandthepossibilityoflandslidealongthebedding

5、isincreasedbecauseoftheConsequentrockmass．Keywords：Consequentslope；Ubiquitous—Jointmodel；FLACsimulation层状岩体是由多种不同属性、不同厚度岩层按得目前广泛使用的各向同性模型不再适用，传统的某种方式组合而成的天然复杂岩体[1]，其变形破坏基于Mohr-Coulomb模型的极限平衡法分析复杂层特性具有明显的各向异性，为横观各向同性体。层状岩体边坡稳定性亦有一定的缺陷，FLAC提供的状岩体是边坡稳定性分析中常见的一种介质，由于节理化本构模型，可以同时考虑岩块破坏和层理

6、破不同年代的沉积和地质构造作用，岩层的倾角、层厚坏的复合型式，较合理的模拟层状岩体破坏的各向会呈现复杂的变化，从工程岩体角度而言，岩层的走异性特征，分析层状岩体边坡的稳定性口。]。本文利向与边坡的空间组合会出现平行、斜交、垂直等关用节理化本构模型对鞍钢集团矿业公司鞍千矿业许系，其中以岩层走向平行于边坡最为不利，倾向和倾东沟采场上盘顺倾层状岩体边坡进行了FLAC多角的变化又组合出水平、直立、顺倾、反倾等多种岩分部开挖的数值模拟，获得了矿山开采下延至各水体边坡结构，力学特征与破坏机制差异极大，而岩体平的应力场、位移场及边坡岩体内岩块、层理塑性破局部即可能发生沿层破坏

7、，也可能产生切层破坏，使坏的演变情况，对矿山安全高效开采具有一定的指导作用。收稿日期：2013-02—071节理化本构模型基金项目：国家自然科学基金重点项目资助(编号：51034005)作者简介：常来山(1963～)，男，辽宁科技大学矿业工程学院教授，节理化模型是各向异性塑性模型，它包括了包采矿工程专业，主要从事矿山岩体稳定、采矿技术等方面的教学和科含在摩尔一库仑体内特殊方向上的弱面。根据应力研工作。状态、弱面走向以及模型体和弱面的材料特性的不78中国矿业第22卷同，屈服可能发生在模型体内，或者发生在弱面上，；，⋯一__，上一(3)或者在两个部位同时发生。图1显

8、示了整体坐标系anq~j