• 基于数值模拟的露天矿排土场高陡边坡稳定性分析与治理

  受不良工程地质条件、降雨、历史上无序排土等客观因 素影响，广东省大宝山矿李屋排土场高陡边坡极易产生滑 坡、泥石流等安全事 故。为充分保障矿山安全生产，采 用 多 种数值分析方法相结合的手段对李屋排土场边坡稳定性进 行了综合分析。通过现场实地调研与试验研究确定了排土 场边坡岩体力学参数，利 用 Ｓｌｉｄｅ软件对排土场二维模型进 行数值模拟，对失稳边坡进行堆置参数优化，采用 Ｇｅｏｓｔｕｄｉｏ 以及 ＦＬＡＣ３Ｄ软件进 行 了 进 一 步 计 算 校 核，多 角 度 定 量 分 析了排土场稳定性状态并最终提出了相应的稳坡措施。结 果表明，３－３剖面安全系数不满足规范要求，边 坡 产 生 滑 坡 的风险 较 大；ＦＬＡＣ３Ｄ、Ｇｅｏｓｔｕｄｉｏ与 Ｓｌｉｄｅ的 模 拟 结 果 较 一 致，多种模拟手段相结合的分析方法准确且合理。最终根据 模拟结果提出了“分台阶排土＋堆置反压平台”的治理措施， 为矿山开采提供了安全保障，同时也为露天矿排土场稳定性 分析提供了技术指导。

  2024-12-04 iGeo

• 降雨对露天矿软弱基底排土场边坡稳定性的弱化效应

  露天矿软弱基底排土场边坡在降雨工况下,岩体的强 度、黏聚力和内摩擦角受严重影响,且岩体受地表水和地下 水的静力和动力作用,降雨严重影响软弱基底排土场边坡的 稳 定 性。 利 用 Geostudio 软 件 Bishop 法、Spencer 法、 Morgenstern-Price(M-P法)、Janbu法和 Sarma法5种极限 平衡条分法进行自然工况和降雨工况的二维排土场模型综 合性数值模拟试验,通过 AHP法对边坡稳定性安全系数进 行评价分析。结果表明:工程设计方案在各工况下的安全系 数均较大;降雨对边坡稳定性的影响显著,李屋排土场边坡 稳定性安全系数随雨量增加而减小。研究方法为软弱基底 边坡稳定性分析提供了一套较为成熟的范例。

  2024-12-04 iGeo

• 不同降雨条件非饱和渗流作用下大型弃土场稳定性分析

  为研究土体非饱和情况下降雨入渗弃土场稳定性问 题，以云南某弃土场为例，采 用 ＧｅｏＳｔｕｄｉｏ软件，建 立５个 不 同雨强条件下渗流模型，分析降雨持时相同情况下，边 坡 土 体含水率、孔隙水压力、土 水特征曲线、暂态饱和区域变化 以及边坡稳定性安全系数变化情况。结 果 表 明：在 降 雨 初 期，雨强对于边坡安全系数影响不大，降雨历时６ｈ后，坡体 表层土体孔隙水压力、饱和度持续上升并逐渐形成暂态饱和 区域，降雨量越大安全系数下降越快；降 雨 历 时 超１２ｈ后， 表层土体含水率接近饱和，形 成 地 表 径 流，土颗粒间基质吸 力逐渐下降，影响边坡稳定性；降雨后期，弃土场表层大部分 土体接近饱和含水率，渗透系数不再增长，基质吸力不再减 弱，安全稳定性系数下降速率趋平。根据降雨后最小安全系 数以及土水参数分析，判定该弃土场是稳定的。

  2024-12-04 iGeo

• 基于改进的Green-Ampt入渗模型的炭质泥岩粗粒土路堤边坡稳定性分析

  针对降雨入渗的实际情况，将湿润锋至边坡表面的区域分为饱和区和非饱和区，入渗分为降雨强度 控制阶段和土体入渗能力控制阶段，根据饱和区和非饱和区的厚度对入渗量和渗透系数进行修正。基于达 西定律和质量守恒，利用入渗量和入渗速率的微分关系，对Green-Ampt模型进行改进。将改进后的模型用 于炭质泥岩粗粒土路堤边坡稳定分析，利用Geo-studio进行边坡降雨入渗模拟和边坡稳定性分析，并将改 进的Green-Ampt模型计算理论结果与数值模拟结果进行对比。研究结果表明：在相同降雨时间内，由改进 的Green-Ampt模型计算得到的湿润锋深度、湿润锋推进速率和边坡安全系数更接近数值模拟结果；由改进 的Green-Ampt模型计算得到的边坡安全系数始终比由Green-Ampt模型计算得到的边坡安全系数高。

  2024-11-29 iGeo

• ​膨胀各向异性对非饱和膨胀土边坡稳定性的影响

  为揭示降雨入渗条件下膨胀土膨胀各向异性对边坡破坏的作用机理，引入2个与基质吸力相关的弹 性模量描述膨胀的各向异性行为，对非饱和土非线性弹性模型进行修正，并通过室内膨胀试验结果对模型 的可靠性进行验证。通过二次开发和有限元计算软件，建立可考虑膨胀各向异性的非饱和膨胀土边坡数值 计算方法。依托湖北安猇路实体工程，针对膨胀各向异性、膨胀各向同性和不考虑膨胀这3种工况，通过 数值模拟得到降雨7 d内的膨胀土边坡内部湿度场和应力场分布与演变规律。根据摩尔−库仑强度理论，对 比分析降雨入渗条件下边坡坡脚、坡中、坡顶处的应力状态变化。研究结果表明：侧向力预测结果与实测 结果的相关性系数均大于0.9，修正后的本构模型可用于后续非饱和膨胀土边坡的数值模拟分析；与膨胀 各向异性工况相比，膨胀各向同性和不考虑膨胀的工况下侧向应力最大值分别偏小20.8%~38.3%和73.9%~ 88.3%；膨胀土增湿过程中产生的膨胀压力将导致边坡内的应力重新分布，主应力轴由竖向旋转至侧向； 坡脚将先于坡中和坡顶出现局部被动破坏；上部土体将失去坡脚的支撑并承受拉应力，致使破裂面逐步向 上延拓，继而出现渐进式破坏。

  2024-11-22 iGeo

• 黄河茨哈峡导流洞进口边坡稳定性综合评价及处置优化

  复杂地质条件下边坡稳定性受结构面、岩体性质等因素影响明显，其准确评价对边坡施工安 全至关重要。依托黄河茨哈峡导流洞进口边坡施工工程，提出了一套综合赤平投影理论、二维极限平衡法 与三维极限平衡法的边坡稳定性综合评价方法。首先基于赤平投影理论定性地描述了具有复杂结构面的导 流洞进口边坡 4#倾倒体失稳块体；随后分别采用二维极限平衡法与三维极限平衡法对施工期逐层开挖过程 诱发边坡失稳风险进行了分析；最后根据“少开挖+强支护”的设计原则，从多方法综合评价和循环优化 的角度，提出将原破碎体全部挖除的大开挖方案优化为保留部分破碎体的小开挖方案，并从安全性与经济 性的角度对优化方案进行了评价。计算结果表明大开挖方案边坡稳定性安全系数约为 1.17~1.19，小开挖方 案安全系数约为 1.078，大开挖方案边坡安全性高于小开挖方案；在对小开挖方案进行支护优化后边坡稳 定性安全系数提高至 1.159~1.183，边坡稳定性由临界稳定变为稳定，支护优化效果显著。综合边坡开挖安 全性与经济性评价结果可见，所提“少开挖+强支护”边坡开挖方案符合相关规范安全控制标准，具有较 好的经济效益与工程价值，可为相关工程提供参考。

  2024-11-22 iGeo

• 考虑参数空间变异结构的结构化交叉约束随机场模拟方法研究

  斜坡岩土体抗剪强度参数的空间变异性具有一定的结构性。为研究岩土体参数空间变异结构对边坡失效概率的影响， 依据变异函数的内涵推导出变程与相关距离的数学变换关系，并在此基础上提出了结构化交叉约束随机场模拟方法，用以模 拟具有互相关性的参数随机场。建立了结构化交叉约束随机场计算模型，研究不同空间变异结构的抗剪强度参数对边坡失效 概率的影响。研究结果表明：结构化交叉约束随机场可用于生成模拟具有复杂各向异性空间变异结构的参数随机场，由于考 虑了随机偏差、条件数据和空间变异结构，能较为真实地反映地层实际参数，数据波动较条件参数插值场小。可靠性分析结 果表明：不考虑抗剪强度参数空间结构分析易高估边坡的失效概率；考虑 c′和 φ′互相关性时，失效概率随着相关系数的增加 而增加，当参数间呈负相关性时更容易高估边坡的失效概率。

  2024-11-20 iGeo

• 道路开挖位置对边坡稳定性影响的数值模拟

  公路边的滑坡崩塌在中国西南地区是常见的一类地质灾害。道路的开挖一方面改变了边 坡原有的地表形态，形成了新的较陡的边坡，如果缺乏保护措施，新的陡坡很容易失稳，从而形成以 滚石或浅层滑坡为主的边坡破坏。另一方面，道路开挖有可能会改变原有坡体的结构，降低坡体的 安全系数，引起较大规模的滑坡，造成更为严重的灾害。因此，坡体开挖的位置对其稳定程度会产 生一定的影响。文中以岩质边坡为例，在建立边坡模型的基础上，采用二维极限平衡数值模拟方法， 分析了道路开挖位置对整体边坡稳定性的影响; 同时，对加载地震作用的边坡稳定性也进行了模拟 分析。研究结果表明，对于有潜在滑动面的坡体，在不同位置进行开挖对坡体稳定性的影响是不同 的: 在坡脚处或接近滑动面滑出位置开挖道路，将减小阻滑力而导致整体稳定性降低; 在接近坡顶 处开挖道路则会因卸载坡体物质而提高整体稳定性。合理的开挖位置与坡体坡度有密切关系，在不 降低整体安全系数的情况下，坡度较陡的坡体，其开挖位置相应要高一些。无论坡体角度大小，地 震作用能够显著降低边坡的稳定性。

  2024-11-20 iGeo