露天矿土-岩复合边坡形态优化及失稳机理研究

针对露天矿土-岩复合边坡构成及失稳破坏模式的复杂多样性，以依兰露天矿为研究背景，应用极限平衡分析法和强度折减法分别对采场、排土场及二者构成的土-岩复合边坡稳定性进行了分析，优化边坡最终形态，研究其滑坡模式与机制。结果表明：当采场边坡角41°，与排土场相距80m时，复合边坡达最优形态，边坡破坏模式为在自重力作用下，坡面向外蠕变引发的圆弧滑动；极限平衡法简单、可靠，其与强度折减法相结合可弥补各自的不足，结果可靠，便于复合边坡的优化设计。     

顺层岩质边坡加陡开采的稳定性研究

为了研究确定顺层边坡陡帮开采的稳定性，以元宝山露天矿南帮边坡为研究对象，基于刚体极限平衡理论，采用RFPA中的细观本构模型，研究分析南帮边坡受采动影响应力和位移随时间的变化规律，分析滑坡机理、滑坡模式，并确定最终境界的合理边坡角。结果表明：采用细观模型得到的岩体变形随时间的变化规律与现场观测基本吻合，上部岩体沿圆弧滑面拉裂滑移，下部沿弱层组合滑面剪切滑移，且滑体上部均以下沉为主，向采空区发生水平位移，下部以水平位移为主。计算剖面边坡的稳定系数Fs〈1．2，应放缓边坡角使φ=18°以保证边坡稳定使露天矿安全生产并获得最大效益。     

露天矿边坡稳定性的仿真模拟研究

结合现场工程实例,应用RFPA-SRM模拟了该矿顶帮高陡边坡失稳的动态过程.基于强度折减理论,确定了滑坡模式,以及影响边坡的稳定性的因素.通过对仿真模拟结果的分析得出如下结论:边坡开挖后的稳定性破坏是一个循序渐进的过程,同时存在拉张和剪切两种破坏方式,其根本原因在于边坡岩体所处的应力状态.     

边坡失稳时间预报的协同-分岔模型及其应用

基于单状态变量摩擦定律, 把协同学和分岔理论联系起来, 建立了边坡失稳时间预报的协同-分岔非线性理论模型. 该模型体现了边坡在演化过程中各个因素之间的协同作用及分岔现象, 并可对滑坡的发生时间进行预报. 通过对新滩滑坡的预报, 证明该方法精度较高.     

含顺倾弱层土岩复杂边坡的二维和三维计算结果分析

通过用2D/3D有限差分强度折减法计算,揭示了二维和三维稳定性系数(F2/F3)同弱层角度、厚度的变化规律,并分析2D/3D变化规律形成的内在机制。计算结果表明,F2/F3和最大位移不同的根本原因是边坡滑体存在三维端部效应,滑体两侧的边坡体有侧向约束作用;对于这种顺倾弱层边坡,应用2D/3D分析相结合的方法进行研究是一种较为恰当的选择。     

地震荷载下露天矿边坡动力稳定性模拟分析

以某风积土边坡为研究对象,通过对模型进行简化,研究了静荷载和动荷载荷载作用引起风积土的边坡静力安全系数、边坡动力安全系数、屈服地震系数以及破坏类型和动力稳定性判别,探讨了该边坡在地震荷载作用下产生的动力稳定性问题.研究结果表明,地震荷载作用下此类边坡会因风积土液化而产生流滑破坏.应用 ADINA软件对此边坡在地震荷载作用情况下进行了模拟,获得了动荷载作用前后的位移与应力变化关系和此边坡的动力动力安全系数.据此判别出该边坡在 EICentro波动荷载作用下会因风积土液化而产生流滑破坏.该研究结果对风积土边坡的动力稳定研究具有重要的参考价值     

地震作用下岩体边坡锚固界面剪切作用数值模拟分析

为研究地震作用下锚固岩体边坡中锚杆-砂浆界面和砂浆-岩体界面的剪切相互作用,揭示锚固界面上相互作用机理,同时获得地震作用下锚固岩体边坡两锚固界面的剪应力分布规律,采用有限差分软件FLAC3D建立锚固岩体边坡数值分析模型,并用interface接触面单元模拟锚杆-砂浆界面和砂浆-岩体界面的剪切相互作用,对简谐地震波作用下锚固边坡中全长黏结锚杆锚固界面剪应力的分布规律进行了研究,研究发现:在地震作用下,砂浆-岩体界面剪应力首先达到其极限黏结强度并出现脱黏现象,剪应力峰值从破坏面向锚杆两端发展;与此同时,锚杆-砂浆界面上的剪应力没有达到其极限黏结强度,但是该界面剪应力峰值会随着砂浆-岩体界面的脱黏而进行相应的调整;砂浆-岩体界面脱黏后,锚杆轴力呈两翼外凸的人字形曲线分布,轴力曲线拐点与界面剪应力曲线峰值点相对应,脱黏区域锚固体均匀拉伸,轴力分布均匀.该研究可为相关模型试验、现场监测、设计施工研究提供参考.     

水垫塘反拱底板静动力耦合分析及安全评价

泄水建筑物水垫塘底板稳定是实现泄洪消能防冲的关键所在，反拱底板工作条件复杂，其受力和破坏过程表现为高度非线性、耦合性．针对工程实践中所关注的水垫塘反拱底板安全问题开展了系统的研究．揭示了反拱底板在复杂工作条件下的受力机理和失稳模式；研究了水垫塘内的水动力荷载特性；基于粘结滑移、非线性接触理论，提出一种适用于反拱底板结构体系的非线性耦合静动力分析方法，该方法可反映水动力荷载-底板-锚筋-基岩（拱座）的耦合作用和底板结构失稳的动态过程．该方法充分考虑了多种非线性因素及静动力耦合效应，全面揭示了水垫塘反拱底板的工作条件、受力机理、失稳动态过程、影响稳定性的关键因素．     

攀枝花矿山排土场土壤侵蚀特征和生态恢复对策

攀枝花矿山排土场具有边坡高陡、土壤抗蚀、抗冲能力差的特点,具备发生剧烈水土流失的地形条件和土壤条件,土壤侵蚀难以防治,加之干热河谷降雨集中,水土流失较为严重。本文综述了其水土流失特征、水土流失防治现状和目前采取的生态恢复对策,提出应在排土场不同部位采取不同的生态恢复模式,并探明其"稳坡、固土、保水、拦沙"效应,评价其生态效益及经济效益,从而为干热河谷区矿山排土场的生态治理技术体系构建奠定一定的理论基础。     

降雨入渗过程中土质边坡的固-液-气三相耦合分析

边坡降雨入渗过程伴随着地下水湿润锋面的推进、孔隙气体的迁移和土体的变形,涉及土体固-液-气三相耦合作用.以往对边坡在降雨入渗条件下的非饱和渗流过程及其对边坡稳定性的影响研究大多基于单相流（Richard方程）模型或水-气两相流模型,而较少从固-液-气三相耦合角度分析孔隙气体迁移和土体变形对降雨入渗过程和稳定性变化过程的影响.本文基于连续介质力学原理和混合体理论,建立了边坡土体固-液-气三相耦合数学模型和有限元数值模拟方法.采用Liakopoulos砂柱排水实验成果验证了耦合模型和计算程序的正确性,深入分析了气体边界条件对排水过程的显著影响.在此基础上,采用固-液-气三相耦合模型,研究了土质边坡在降雨入渗过程中的地下水渗流、气体迁移以及变形和稳定性演化过程,揭示了孔隙气体迁移过程和土体变形过程对边坡湿润锋面的推进以及稳定性变化的阻滞和延缓作用.研究成果对于暴雨诱发滑坡机理与防治研究具有一定参考价值.