强度折减法在露天矿边坡稳定性分析中的应用研究

发布时间：2017-04-05 10:00

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【摘要】：论文在对边坡稳定性分析方法的研究成果及进展进行总结的基础上，基于强度折减法对矿区边坡的稳定性进行了分析，主要包括工作台阶稳定性、边坡剖面稳定性及整体稳定性。另外可靠性分析也是边坡工程分析的热点之一，本文在数值模拟的基础上，结合蒙特卡洛方法对矿区边坡的稳定性进行了可靠性分析，，并对计算结果进行统计分析、可靠性评价。 取得的主要成果与认识如下： 1、通过研究有限差分数值模拟方法的基本原理，以及对FLAC3D自带的强度折减法进行改进，应用了改进的强度折减法，研究了Mohr-Coulomb准则及边坡失稳判据，并对不同的岩体材料参数对边坡稳定性计算结果的影响进行了研究，确定了对计算结果影响比较大的因素是粘聚力和内摩擦角。 2、对露天矿边坡工程的基本情况进行分析，包括露天矿开采最终边坡角、围岩情况、地下水情况、边坡剖面情况等，选取合适的岩体材料参数，然后分别从边坡工作台阶稳定性、边坡剖面稳定性及整体稳定性三个方面进行了数值模拟，采用强度折减法进行计算，得到的计算结果证明总体来说边坡是稳定的。 3、采用了在强度折减法的基础上融合蒙特卡洛思想进行边坡可靠性分析，主要是通过FLAC3D中内置的FISH语言进行实现。可靠性分析中考虑了材料参数的变异性，得到的安全系数的计算结果与数值模拟方法的结果基本一致，为岩体边坡的分析提供了另一种思路。 4、最后结合简化Bishop法、数值模拟法及可靠性分析法进行综合分析，证实边坡在自重应力作用下能够基本维持稳定，但是在对矿区进行爆破开采时仍需要对边坡位移进行随时监测，以保证其稳定性。
【关键词】：露天矿边坡 FLAC3D 稳定性分析 可靠性分析
【学位授予单位】：中国地质大学（北京）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TD325.1;TD854.6
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 引言10-18
• 1.1 研究背景与意义10-11
• 1.2 研究现状11-16
• 1.2.1 边坡稳定性分析方法与研究现状12-15
• 1.2.2 露天矿边坡研究现状15-16
• 1.3 主要研究内容与方法16-18
• 1.3.1 主要研究内容16-17
• 1.3.2 研究方法17-18
• 第2章 强度折减法基本原理18-32
• 2.1 概述18-20
• 2.2 强度折减法20-24
• 2.2.1 强度折减法基本原理20
• 2.2.2 强度折减法实现20-22
• 2.2.3 边坡失稳判据22-24
• 2.3 Mohr-Coulomb 准则屈服理论24-27
• 2.4 材料参数对边坡敏感性分析27-32
• 2.4.1 粘聚力的影响29
• 2.4.2 内摩擦角的影响29-30
• 2.4.3 弹性模量的影响30
• 2.4.4 抗拉强度的影响30-32
• 第3章 露天矿边坡可靠性分析32-42
• 3.1 Monte-Carlo 法34-36
• 3.1.1 基本原理34-36
• 3.1.2 步骤36
• 3.2 一次二阶矩法36-39
• 3.2.1 中心点法37
• 3.2.2 验算点法（JC 法）37-39
• 3.3 Rosenblueth 方法39-40
• 3.4 随机有限元法40-42
• 第4章 露天矿边坡稳定性分析42-59
• 4.1 工程概况42-44
• 4.2 边坡稳定性分析44-54
• 4.2.1 单阶剖面稳定性分析44-46
• 4.2.2 边坡剖面稳定性分析46-52
• 4.2.3 三维边坡模拟52-54
• 4.3 矿区可靠性分析54-57
• 4.4 各方法对比及小结57-59
• 第5章 结论与展望59-61
• 5.1 结论59
• 5.2 展望59-61
• 致谢61-62
• 参考文献62-67
• 附录67

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 赵尚毅,时卫民,郑颖人;边坡稳定性分析的有限元法[J];地下空间;2001年S1期

2 安国良;露天矿边坡稳定性研究现状和发展趋势[J];包钢科技;1991年03期

3 陈欣;付建军;赵海斌;黄太平;时凯;;有限差分强度折减法中融合蒙特卡洛思想的边坡可靠性分析[J];长江科学院院报;2011年04期

4 倪侃;;可靠性分析在边坡稳定性中的应用[J];东北水利水电;2011年08期

5 王思敬;岩石边坡动态稳定性的初步探讨[J];地质科学;1977年04期

6 袁景;张秀丽;;基于Monte-Carlo方法的边坡可靠性分析[J];辽宁工程技术大学学报;2005年S2期

7 年廷凯;张克利;刘红帅;徐海洋;;基于强度折减法的三维边坡稳定性与破坏机制[J];吉林大学学报(地球科学版);2013年01期

8 韩玉芳,刘德辅,董胜;边坡整体稳定的可靠性分析方法[J];海岸工程;2001年04期

9 陈佳;唐开元;周雪斐;;基于数值模拟的露天边坡强度折减法稳定性分析[J];金属矿山;2012年06期

10 蔡义刚;奚方U

本文编号：286874