上限有限元法节理岩质边坡稳定性分析

应用极限平衡法,对首钢水厂铁矿边坡的代表性剖面及优化方案的各剖面进行稳定性分析,分别得到了各种情况下各剖面的整体和局部最小安全系数,并得到以下结论:按照原设计境界开采,边坡最小安全系数在震动情况下小于1.20,低于规范值,安全储备不足,边坡处于不稳定状态,需对其剖面进行相应调整与优化。优化调整后稳定性增强,边坡达到允许安全系数要求,边坡安全储备充足。在此基础上,应用强度折减法进行数值模拟,初始状态下塑性区分布较浅;参数调整优化之后,塑性区分布向坡底延伸,边坡破坏方式可能由局部转变成整体,边坡可能发生整体性破坏。计算结果显示,滑动面与极限平衡法相近,验证了结果的合理性。

分析了地层岩性特征、岩体应力分布、水、地形地貌特征、坡形、外部动力荷载(如爆破荷载)、工程活动、时间和风化的影响等对层状岩质边坡稳定性的影响,进而深入了解层状岩质边坡岩体稳定性和变形失稳的破坏机理,为井巷工程实践提供指导。

岩质边坡稳定性分析中极限平衡法与有限元法的对比——根据工程实例,对一公路岩质边坡稳定性采用极限平衡法与有限元法分别进行计算,对比二者之间的差异,分析产生差异的原因。在安全系数的选用上提出了建议。

传统岩质边坡数值分析多是将边坡概化成连续均质体或离散刚性单元集合体,前者忽略了结构面的影响,后者夸大了结构面的控制效应,均难以反映真实边坡岩体中结构面存在、非贯通、随机发育的特点。节理网络有限元可以弥补这些方法的不足,通过结构面模拟能高度还原边坡结构特征,在此基础上的数值分析结果更加可靠；其优势是不仅能分析边坡应力、位移及塑性区等特征,还能给出稳定性系数、分析变形破坏的演化模式及范围。介绍了节理网络有限元的基本原理及方法,以某花岗岩边坡为例进行了具体运用。结果表明:该边坡在天然及地震工况下稳定性系数分别为1.57和1.46,处于整体稳定状态；浅表节理切割、强烈风化的松动岩体稳定性较差,易在外界因素诱发下发生滑移-拉裂式失稳。实践证明节理网络有限元法为岩质边坡稳定性研究提供了新的思路与方法。

针对弓长岭露天铁矿东帮节理岩体边坡的结构特征,使用3gsm三维岩体不接触测量系统,进行了结构面调查及统计分析,获取了结构面倾向、结构面倾角以及节理迹长、节理间距的详细统计数据.基于monte-carlo随机模拟方法,使用结构面网络模拟的软件fracsim3d,得到节理岩体的三维网络模型.在建立的三维网络模型基础上,采用钻孔取样方法获取节理岩体的岩体质量指标rqd,结合现场点荷载强度试验,进而获取rmr指标,基于hoek-brown经验方法得到节理岩体的抗剪强度参数.通过fish语言编程实现了对复杂节理岩体的精细建模,采用离散元软件udec对边坡进行稳定性分析.结果表明:边坡整体处于稳定状态,局部发生岩体变形,受顺倾结构面控制,边坡顶部岩体沿结构面产生楔体破坏,局部散体区域出现掉块现象.

公路建设在为交通提供便利的同时也会产生许多边坡岩体,在公路附近的边坡岩体是一类非常复杂的工程岩体,由于在形成边坡时所产生的各种岩性的组合、原生的复杂结构面以及在进行公路开发过程中所造成的扰动,使部分岩体受到卸荷以及风化等作用的影响从而产生相应的变形.本文以某公路某段岩质边坡为研究对象,采用数值模拟法(有限元强度折减法)对研究区某岩质边坡的稳定性进行分析,探讨数值模拟法在岩质边坡稳定性分析的应用问题.

首先对岩质边坡进行岩体质量分级,得出边坡以ⅲ类围岩为主。在此基础上,采用有限单元法对该边坡整体稳定性进行分析。研究了天然与地震两种工况下边坡的应力场和位移场的变化特征,进而定量评价边坡的稳定性。对该边坡非线性有限元模型进行强度折减,获得了边坡安全系数,在天然工况下为1.78,在地震工况下为1.69。岩体质量分级、应力分布、位移特征和强度折减法分析均表明该边坡目前整体处于稳定状况。研究成果为岩质边坡的施工、除险加固提供了参考依据。

以大平掌铜多金属矿山为背景,利用ansys有限元软件和强度折减法,研究了采场东部岩质边坡的稳定性。该数值分析方法较好地反映出了岩质边坡受软弱夹层及结构面控制的破坏机制。通过模拟,在仅考虑在自重应力的作用下,得出边坡安全系数为1.0~1.05,说明边坡处于欠稳定状态,需及时进行加固处理。

通过总结前人对边坡的研究,分析目前国内边坡的研究现状。基于ansys有限元软件,结合国内某矿边坡工程实例,通过强度折减法求解准确的边坡稳定安全系数;计算模型采用平面应变摩尔-库仑匹配d-p准则,模型边界设置约束条件,在稳定系数等于2.86时,解不收敛且塑性区贯通至坡顶,此时边坡发生滑坡,因此该边坡的边坡稳定安全系数应该取2.85较为准确且合理。

岩质边坡稳定性分析方法及工程应用

极射赤平投影法在岩质边坡稳定性分析中的应用

赤平极射投影法在岩质边坡稳定性分析中的应用

介绍了岩质边坡稳定性研究的发展历程和现状及常用稳定性分析方法。结合工程实例,分别用极限平衡法和有限元数值法,综合考虑两种方法的优缺点,对红砂岩高陡边坡进行全面的稳定性分析,并针对性的提出经济合理的治理方案。

ｒｏａｄ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ 道路工程 ｗｅｓｔｅｒｎ　ｃｈｉｎａ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ｓｃｉｅｎｃｅ　＆ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 西部交通科技 ２０１１年第１２期总第５３期５　 文章编号：１６７３－４８７４（２０１１）１２－０００５－００４ 赤平投影法在岩质边坡 稳定性分析中的应用 佘东梅，肖盛燮 （重庆交通大学防灾减灾工程研究所，重庆　４０００７４） 作者简介 佘东梅（１９８５—），女， 四川隧宁人，主要从事 结构防灾减灾研究工 作；肖盛燮（１９３７—）， 男，四川营川人，教授， 主要从事结构防灾减 灾研究工作。 基金项目 国家自然科学基金项 目《基于灾变链式理论 的多种灾害演化规律 探索》（５０８７９０９７） 摘　要：文章基于赤平极射投影法的发展历程、概念、原理及相关应用情况，对具体 工程实例的岩质

赤平极射投影法在岩质边坡稳定性分析中的初步应用

岩质边坡的稳定性分析一直是岩土工程中的重要课题之一。综述了岩质边坡稳定分析的现有方法及研究进展,对主要计算方法极限平衡法和有限元法做了详细介绍,并联合使用二者对某个具体工程进行了稳定性分析。计算结果表明,采用有限元法和极限平衡两种方法结合使用来评价岩质边坡稳定性能是可行的,而对于复杂的岩质边坡,采用多种方法相互校核可以提高评价分析的准确度,这也是今后的研究方向。

利用极限平衡法,对顺层岩质边坡进行双强度系数折减分析,提出了折减系数增幅比,根据增幅比确定抗剪强度折减原则,当坡体达到极限状态时确定其极限折减系数。分别以坡体的张拉裂缝深度和充水深度为单一变量,对比分析坡体稳定性发生变化时内摩擦角和黏聚力对其影响程度,最后根据双强度折减分析中极限折减系数定义坡体权重安全系数。研究表明:双强度折减法能够考虑内摩擦角和黏聚力对坡体的影响程度,对顺层岩质坡体进行双参数折减分析,最终定义双参数折减中内摩擦角的折减系数值为坡体安全系数,该结果更符合实际工程,能够为同类问题提供参考。

岩质边坡稳定性受到多种随机性因素和不确定性因素综合作用的影响,是影响边坡工程安全的重要课题。随着科学的发展和学者们对于岩质边坡稳定性认识的不断进步,其发展逐渐由定性向定量方向发展,表现传统研究方法逐步完善,新理论新方法不断出现并得到应用。边坡可靠性评价作为一门新学科,其研究方法手段正处于迅猛发展阶段。本文对这些方法的发展做了简要的总结,并提出了新的发展方向,为研究者提供参考。

加锚岩质边坡稳定性评价的极限分析上限法研究

岩质边坡稳定性分析是岩土工程中的重要课题,岩质边坡稳定性受到多种因素的影响,包括地质条件、水文条件、人类活动等。岩质边坡的稳定性分析成果可为边坡工程的加固设计提供依据。对岩质边坡进行了介绍,结合工程实例,对岩质边坡稳定性分析办法以及加固设计进行了详细探究,以期为类似工程提供借鉴。

岩质边坡稳定性评价以后判别其稳定与否,如果其稳定性无法满足安全要求,则需釆取有效的支护或开挖措施对其进行加固处理。本文先对岩质边坡稳定分析方法进行探讨,并在此基础上结合具体工程就其综合治理措施,谈一下个人的观点和认识,以供参考。

对优势结构面理论及其重要性进行阐述,并将其用于某一高陡岩质边坡的稳定分析工作中。在充分分析相关工程地质资料的基础上,确定在评测指标上占据优势的结构面。利用赤平投影图分析各组优势结构面对边坡稳定性的影响程度,得到边坡剖面相应的控稳优势面组合,并将该组合考虑到岩体稳定性计算分析模型中。利用极限平衡分析软件slide综合评价该边坡在优势结构面影响下的稳定性,并以优势结构面为关键因素,提出相应的治理措施建议。