基于层次分析法的排土场稳定性分析

合集下载

土壤稳定性分析

土壤稳定性分析

土壤稳定性分析一、引言土壤是地球表层的表土层,其物理、化学和生物学性质对环境生态系统具有重要影响。

土壤的稳定性是土壤层面上评价土壤质地、结构和性质的一个重要指标。

稳定性分析旨在了解土壤颗粒的相对稳定性及其可能影响土壤结构、水分和养分循环等方面的因素。

本文将以土壤颗粒稳定性分析为主题,探讨其评价指标、影响因素和意义等。

二、土壤稳定性的评价指标1. 颗粒聚合体稳定性颗粒聚合体稳定性是衡量土壤结构稳定性的重要指标之一。

稳定的颗粒聚合体能够保持较好的结构,有助于土壤透水性、保水性和肥料利用率的提高。

影响颗粒聚合体稳定性的因素主要包括土壤有机质含量、胶粒粘合能力以及土壤微生物的作用等。

2. 粘土颗粒稳定性粘土颗粒是土壤中最小的颗粒,并具有一定的电荷特性。

粘土颗粒的稳定性与表面电荷密度、离子交换和颗粒形状等因素密切相关。

一般情况下,粘土颗粒较小,容易形成胶结结构,从而增加土壤的粘性和可塑性。

3. 沉积物稳定性沉积物是土壤中特定颗粒大小的颗粒集合,其稳定性与水分环境密切相关。

水分对沉积物的作用可导致颗粒分散、沉降或再分散,进而影响土壤的透水性和侵蚀性。

沉积物稳定性的评价指标主要包括沉降速度、比表面积和形态参数等。

三、土壤稳定性的影响因素1. 土壤质地土壤质地是指土壤中的颗粒的大小和组成比例。

不同粒径的颗粒会对土壤稳定性产生不同程度的影响。

比如,含有较高比例的粘土颗粒和胶结物质的土壤,其稳定性通常较好。

2. 土壤湿度土壤湿度对土壤稳定性具有重要影响。

过低或过高的湿度都可能导致颗粒结构的不稳定,从而使土壤容易发生水分侵蚀和表面湍流。

3. 土壤有机质含量土壤有机质能够增强土壤颗粒之间的黏合力,从而增加土壤的稳定性。

不同种类和含量的有机质对土壤稳定性产生不同的影响。

4. 土壤微生物活动土壤中的微生物活动对土壤稳定性的维持和改善起着重要作用。

微生物能够分解有机质、颗粒团聚等,从而影响土壤的颗粒组成和结构。

四、土壤稳定性分析的意义1. 保护土壤资源土壤稳定性分析可帮助评估土壤的抗侵蚀能力和持水保肥能力,从而指导土壤保护工作的开展。

基于层次分析和模糊评价的井壁稳定预测方法

基于层次分析和模糊评价的井壁稳定预测方法

基于层次分析和模糊评价的井壁稳定预测方法基于层次分析和模糊评价的井壁稳定预测方法摘要为了提高煤矿井壁稳定预测的准确性,本文设计了一种基于层次分析和模糊评价的井壁稳定预测方法。

该方法首先对井壁稳定性影响因素进行层次分析,然后利用模糊评价的方法对每个因素进行评估,最后将评估结果综合得出井壁稳定预测结果。

实验结果表明,该方法可以有效地提高井壁稳定性预测的准确性。

关键词:井壁稳定;层次分析;模糊评价;预测Introduction随着煤炭开采的日益深入,煤矿井壁稳定逐渐成为矿山安全管理的重点之一。

因此,准确地预测井壁稳定性对于煤矿的安全生产至关重要。

传统的井壁稳定预测方法主要是基于经验公式和经验法则,但其准确性和可靠性较低。

因此,在井壁稳定预测方面,需要采用更为量化、科学的方法。

本文提出一种基于层次分析和模糊评价的井壁稳定预测方法。

该方法主要分为三个步骤:利用层次分析方法确定井壁稳定性因素的层次结构;利用模糊评价方法对每个因素进行评估;最后将评估结果综合得出井壁稳定预测结果。

井壁稳定性因素层次结构的建立井壁稳定性受到多种因素的影响,如地质条件、工程参数、矿业活动等。

由于各因素对井壁稳定性的影响程度不同,因此我们需要将这些因素进行层次分析。

本文将井壁稳定性因素分为三个层次:一级为地质条件因素,二级为工程参数因素和矿业活动因素,三级为具体的影响因素。

模糊评价方法的应用模糊评价方法是一种较为常用的多指标决策方法,可以有效地对复杂问题进行综合评价。

本文利用模糊评价方法对每一层因素进行评价。

对于一级因素,我们将其分为地质背景、地质应力和煤质因素等三个方面。

接着,我们使用模糊比较矩阵对它们进行两两比较,得到三个权重向量。

对于二级因素,我们在地质背景因素下分别对地层岩性、断裂构造及地下水等影响因素进行评价;在地质应力因素下对应力来向、应力大小等进行评价;在煤质因素下对煤层厚度、煤质种类等进行评价。

同样,我们使用模糊比较法,得到每个因素的权重向量。

排土场排土过程稳定性的数值模拟分析

排土场排土过程稳定性的数值模拟分析
进 行 塑 性 模 型 计算 ,模 拟 排 土 场 自身 固结 产 生 的应 力 破 坏 。
3 力 学 模 型 和计 算 参 数 选 取
弹 塑 性 非线 性 是 岩 石 介 质 瞬 时 力 学 特 性 的 重 要 表 现 之



排 土 场并 非 一 次 形 成 ,理 论 表 明 ,一 次 形 成 与 多
说 ,可 以合 并 为一 层 粘 土 和 砂 互 层 来 处 理 。 因 此 ,第 四 系
全 新统 冲积 层 可 分 为 粘 土 与 砂 互 层 、 中 砂 层 、亚 粘 土 层 和 沙砾 卵 石 层 ;2 第 四 系 残 积 一坡 积层 。主 要 由灰 黄 色 一 褐 ) 红 色亚 粘 土 夹 碎 石 等 组 成 ,厚 约 0 3 I 主 要 分 布 在 排 ~ 0I。 T 土场 东 南 和 西北 部 边 坡 ;3 )基 岩 。排 土 场 底 部 是 基 岩 , 主 要 分 布 在 黄 马青 组 、辉 长 闪长 岩 组 及 局 部铁 矿 。
排 土 场 由 下 而 上 ,逐 一 台阶 排 弃 。
— —
会 产 生 不 同 程度 的 不 可 恢 复 的 塑 性 变 形 。 因 此 ,采 用 弹 塑
性 模 型 来 描 述 岩 土 体 的变 形 、 应 变 是 合 适 的。 ¨。在 工 程 中 岩 土 体 的 结 构形 式 和 组 成 成 分 都 很 复 杂 ,造 成 其 本 构 关 系 也 相 当 复 杂 ,在 建 模 中做 如 下 假定 :1 连续 性 假 设 。本 文 )
排 土 ,排 土 的堆 置 会 有 一 定 的时 效 性 。 为 与 实 际 排 土 更 加
切合 ,结 合 模 拟 软 件 本 身 的 特 点 ,该 模 拟 将 整 个 排 土 过 程

排土场边坡堆排设计及稳定性分析

排土场边坡堆排设计及稳定性分析

排土场边坡堆排设计及稳定性分析施雄斌;周铭;贾伟【摘要】Refuse dump used as the storage place of open pit waste rock. The stability design and analysis is very important, it is the core problem of side slope engineering, and it is an indispensable, permanent engineering construction for the production in strip mine. Taking an iron ore refuse dump as example, the heaping design for this refuse dump is done according to engineering geology situation, and then the numerical simulation analysis of the side slope stability is carried out. Simulation results show; under the immersion situation , the side slope of refuse dump is in a stable state and the dump has a certain emergency capacity; it states that the heaping design scheme for this refuse dump has a certain feasibility and reasonability and it can guide the heaping of waste rock from open pit.%排土场作为露天采场剥离废石的堆放场地.其稳定性设计和分析至关重要,也是边坡工程的核心问题,是露天矿组织生产不可缺少的一项永久性工程.以某铁矿排土场为例,根据工程地质情况,对该排土场进行了堆排设计,然后对该堆排设计进行了边坡稳定性数值模拟分析.模拟结果表明:在浸水状态下,排土场边坡处于稳定状态,说明该排土场堆排设计方案具有一定的可行性和合理性,为露天采场的废石堆排提供了一定的指导依据.【期刊名称】《云南冶金》【年(卷),期】2013(042)002【总页数】5页(P8-11,33)【关键词】边坡稳定性;堆排;有限差分法;排土场【作者】施雄斌;周铭;贾伟【作者单位】昆明有色冶金设计研究院股份公司,云南昆明650051【正文语种】中文【中图分类】TD854.61 引言人类在从事生产和建设过程中,不可避免地要对岩石圈表层进行破坏,其中,露天采矿工程活动对岩土体的开挖,将产生大量剥离物,排土场作为露天矿山接纳剥离废石的场所,是露天矿组织生产不可缺少的一项永久性工程[1]。

基于层次分析法的边坡稳定性研究

基于层次分析法的边坡稳定性研究
评 价 在逻 辑 的可行 性 。一致 性检 验 的过程 中需首
图 1 边 坡 结 构 示 意 图
先计 算一 致性 指标 C . I . 。
C . 工 : 一 K m  ̄ _ - n
/ ' / 一l
( 1 )
2 _ 1 影 响因素 的选 取及递 阶层 次结构 模型 建立 基 于层次 分析 法 的边坡稳定性分 析中 , 边坡 的稳 种 因素作为准则层存在 。影响边坡稳定性 的因素主要
l 层次分析法简介及其分析 步骤
2 0世纪 7 0年 代 ,美 国学 者 T . L . S a a t y 教 授 首先 重要 性程 度按 重要 性标 度表 ( 表 1 ) 赋值。
提 出了层 次分 析法 , 该方 法兼 具 定性 分 析
法 与 定量 分析 法相 两种 方法 的优 点 , 能很 好 的分 析存 在 多 目标 交互 作 用 实 际 问题,
注 ,许 多学 者针 对边 坡稳 定性 这 一课题 做 了大 量 的 中, 其稳 定性 受到 土体 特 性 、 边 坡 几 何参 数 、 外 部 荷 载 等 多种 因素 的共 同影 响 。 目前 ,有 关影 响边 坡稳 定 性 的各 因素 对分 析方 法探 究 可 以简 要 的概括 为 单
法 的具体 过程 可分 以下 四个 步骤依 次 实施 。
结构 示 意 图见 图 1 。沿坡 面 采 用复合 土 工 膜 防渗结 构, 因土 工膜 为低渗 透性 材料 , 在数值 计算 过程 中不 考虑 土体 渗流 对边坡 稳定 性 的影 响。
L~ — 一
1 . 3 层 次单 排序 与检 验
针 对填 写 的判 断矩 阵 ,借 助 一定 的数 学方法 进
合 某 调 水 工 程 实例 , 利用层次分析法 , 并 借 助 各 因素 的 敏 感 性 分 析 , 对 影 响 边 坡 稳 定 性 的 主 要 土 体

矿山排土场边坡稳定性分析及安全评价

矿山排土场边坡稳定性分析及安全评价

添加 标题
长期经济效益:矿山排土场边坡稳定性分析及安 全评价有助于延长矿山服务年限,提高资源利用 效率,降低资源浪费,实现长期经济效益。
添加 标题
综合经济效益:矿山排土场边坡稳定性分析及安 全评价有助于促进矿山企业与当地社区的和谐发 展,实现经济、社会和环境的综合效益。
排土场资源综合利用
资源利用方式:将排土场作为资源进行综合利用,如利用排土场进行土地复垦、植被恢复等。 经济效益:通过排土场资源综合利用,可以创造经济效益,降低矿山企业的运营成本。 生态效益:排土场资源综合利用有助于改善矿山生态环境,提高生态质量。 社会效益:排土场资源综合利用可以促进社会可持续发展,提高社会福祉。
排土工艺:不同排土工艺对边坡稳 定性有不同影响
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
排土场设计:排土场设计不合理, 可能导致边坡失稳
气候条件:降雨、风化等气候因素 对边坡稳定性产生影响
边坡变形破坏模式
滑坡:边坡上的土体沿某一滑 动面整体下滑
崩塌:边坡上的岩体突然崩落
倾倒:边坡上的岩体因重力作 用发生弯曲、折断而倾倒
边坡加固措施
注浆加固:通过注 浆技术提高边坡岩 土体的力学性能和 稳定性
锚杆加固:利用锚 杆对边坡进行锚固, 增强其整体稳定性
挡土墙建设:在边 坡外围建设挡土墙, 减少边坡变形和滑 移
植被防护:通过种 植植被对边坡进行 防护,降低水土流 失,提高稳定性
矿山排土场安全 评价
安全评价标准及程序
单击此处添加标题
空气污染及防治
矿山排土场产生的粉尘和有害气体 对周边空气质量的影响
采取的空气污染防治措施,如洒水 降尘、封闭运输等
添加标题
添加标题

层次分析法在土壤环境评价中的应用评价

层次分析法在土壤环境评价中的应用评价近年来,随着人们对土壤环境逐渐认识的深入,土壤环境评价的重要性和必要性得到越来越广泛的关注。

针对上述问题,有许多评价方法可以用来评价土壤环境。

其中,层次分析法作为一种系统工程的方法在土壤环境评价中的应用也越来越广泛。

本文就层次分析法在土壤环境评价方面的应用及其优缺点作一简要的介绍,以促进土壤环境评价的深入研究。

一、层次分析法在土壤环境评价中的应用层次分析法作为一种系统工程的方法,它具有灵活的分类和排序技术,可以将土壤环境的现状与环境标准进行比较,从而对土壤环境进行评价。

在土壤环境评价中,首先根据实际需要,确定土壤环境评价的主题,然后根据相关研究结果,合理设计地表土壤环境评价指标体系,确定地表土壤环境各指标相对的重要性,最后基于层次分析法,求出各指标权重,最终评价土壤环境现状。

二、层次分析法在土壤环境评价中的优点1)层次分析法在土壤环境评价中的优点是,可以根据评价的实际需要进行指标的设置,并设置穷尽式的评价体系。

这可以有效地排除土壤环境评价中的主观性和不确定性,使评价更加科学和准确。

2)层次分析法在土壤环境评价中,可以通过运用权重和评分技术,将不同土壤环境指标合理组合,从而更客观、更精确地评价土壤环境现状。

三、层次分析法在土壤环境评价中的缺点1)层次分析法在土壤环境评价中,可能会因为专家和专家之间的主观差异而导致结果的不确定性。

2)此外,层次分析法在土壤环境评价中还有一个缺点,就是可能存在评价指标的相关性,而这种相关性可能会导致层次分析法在土壤环境评价中的结果不准确。

总之,层次分析法在土壤环境评价中有着积极的意义。

它不仅可以有效地提高评价精度,还可以有效地提高评价的客观性和准确性。

然而,它也存在一定的缺点,因此,在使用层次分析法进行土壤环境评价时,必须加以谨慎,以免影响评价结果的准确性。

矿山排土场边坡稳定性分析及安全评价

矿山排土场边坡稳定性分析及安全 评价
演讲人
目录
01. 边坡稳定性分析 02. 安全评价 03. 矿山排土场管理 04. 矿山排土场事故预防
边坡稳定性分析
边坡类型及特点
1
岩质边坡:主要由岩石构成,稳定性较 好,但易受风化、侵蚀等影响
2
土质边坡:主要由土体构成,稳定性较 差,易受降雨、地震等影响
3
渗漏事故:边坡渗漏,导致地下水污 染,影响生态环境和人体健康
事故预防措施
1 加强排土场设计,确保排土场结构稳定 2 定期对排土场进行监测,及时发现安全隐患 3 加强排土场管理,确保排土场安全运行 4 提高排土场安全防护设施,防止事故发生 5 加强排土场安全培训,提高员工安全意识和技能 6 制定排土场事故应急预案,确保事故发生时能够及时应对和处理
事故树分析等
定量评价方法:可靠性分析、风险评价、安
02
全系数法等
综合评价方法:结合定性和定量评价方法,
03
进行综合评价
现场调查与监测:通过现场调查和监测,了解
04
边坡的实际情况,为安全评价提供依据
安全评价结果及对策
安全评价结果:根据分 析,矿山排土场边坡存 在一定的安全隐患
安全对策:加强边坡监 测,及时采取加固措施
排土场容量:根据矿山生产规模和 0 5 排土量,选择合适的排土场容量
排土场设计:根据排土场选址和排 0 6 土量,进行排土场设计和施工
排土场设计
01
排土场选址:选择合适的地 形、地质条件,避免对周边 环境造成影响
03
排土场结构设计:设计排土 场的结构,包括边坡、挡墙 等
05
排土场绿化设计:设计排土 场的绿化,包括植被、景观 等

基于层次分析法的矿山边坡稳定性研究


I Ⅱ Ⅲ Ⅳ V
坚硬 较坚硬 较软弱
很有利 >3 5 有利 一般
>02 .5
<0 2
<3 0
线形
< 0 40



无 < 3

3 5~2 .5~ .5 2 3 3 6 介于线形与凸形间 40— 0 微 量 80 2 0 1 0~ O 0~ 0 0 60 2 8~2 0 1 0 1 0- 0 0—10 1 .5~ . 3 4 6 0 凸形 60— 0 较 明显 0 80
层次总排序是计算同一层次所有 因素对于最高 层 ( 目标) 总 相对重要性 的排序值 , 这一过程是从最
高层次 到最 低层 次逐层 进行 的 。
2 层 次 分 析 法在 石 宝铁 矿 的应 用
石宝铁 矿位 于华北 地 台北缘 阴 山断隆大青 山腹 背斜 北翼 三合 明挤 压带 的东 端 , 质条件 比较 特殊 , 地 紧密褶 皱 和断裂 构造 比较 发 育 , 岩 层构 造 变 形 剧 且
露天矿 边坡 是 一 个 动 态 变化 的 系统 , 稳 定 性 其
1 1 建立 层次 结构模 型 .
受诸多因素的影响 , 分析方法也不尽相 同。 目 , 前 关
于边坡 稳定 性 分析 的方 法大 体上 可分 为定 性分 析和 定 量分 析两 大类 : 性 分 析 包 括 工 程类 比法 和 图解 定 法 ; 量分 析 主要有 极 限平 衡 法 、 限元 法 、 限 定 有 有
管理及监控建议, 以确保该矿基建和生产的顺利进 行, 减少 因滑坡 带来 的人 员 、 设备 等经 济损 失 。 2 1 边 坡稳 定性分 级及 作用 因素 的选 取 .
国 内外学 者 对 边坡 稳定 性 分级 有 不 同 的标 准 。 本 文将 边坡稳 定 性等 级 分 为 5级 , : 定 、 即 稳 比较 稳

南大沟排土场稳定性分析及治理措施


表 3 散体 物料 上层各型 剪切试验 结果
6 . 1031. ~ 98 5. 6. 3 1 1. 1 9. 54~ 00 2. ~ 6. 13 4. 13~ 26 1. —1. 01 3. 00~ 80范 围值 84~ 5. 98 2. 17— 07 1. ~5 14. 34 . 2. 81 1643. — 26 3 . 4. 31 58 1. ~ 85 1. l. 4~
浸水状态下存在剩余下 滑力 ( 安全系数 为 0 76~ .5 126 ; 明排土场堆积体现状整体破坏的可能性 .0 )说 小, 但在一定条件下 ( 地震作用、 堆填体下伏岩 土层 被水充分浸泡软化等外力因素 ) 可能会发生破坏。 素填土①层 内部 ( 潜在破坏面 c : ) 不考虑地震 作用时 , 天然状态下没有剩余下滑力 ( 安全系数为 10 0~129 ; 水状 态 下均 存 在剩 余下 滑 力 ( .1 .5 ) 浸 安
约 6 0 m, 27 0m、 2 26 0m 三个 平 台进 0 分 5 27 0m、 9
上属次稳定区域 。区内最大年降雨量 为 137m 2 m (9 3年 )最小 为 7 3r 17 16 , 1 m(92年 )平 均为 998 a , 9 . m 。场地 内各岩土层 自上而下为 : m 第四系人工堆积 ( ) 填土 , 、 Q 素 冲 洪积 ( p 含砾 粉 质粘 土 、 Q +) 1 圆砾 、
全 系数为 0 76~0 9 1 。考 虑 地 震 作 用 时 , 然 .8 .3 ) 天 状态下除 2 2计算断面没有剩余下滑力 ( — 安全 系
危险破坏面( , D) 然后再计算该危险破坏面下 的安 全系数 ; 每次计算均考虑堆填体天然状态下和浸水
状态下两种情况; 稳定性验算时分为不考虑地震作 用 和考虑 地震 作用 两 种 , 坪 地 区抗 震 设 防 列度 为 兰 7 , 度 考虑地震作用 , 地震作用综合系数取 0 20 地 .5 , 震作 用重 要性 系数取 10 0 .0 。
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

基于层次分析法的排土场稳定性分析作者:郭小平陈加飞来源:《价值工程》2014年第23期摘要:影响排土场稳定性的因素众多,主要分为内因和外因两大类,控制内因参数是在排土场使用过程中保持排土场稳定性的主要措施。

因此,在众多内在影响因素中找出主要因素,并对其加以控制,对于保持排土场稳定性有重要意义。

本文以云南某露天金属矿排土场为工程实例,运用层次分析法分析影响排土场稳定性的内因各指标的影响权重,确定主要影响因素,并运用FLAC3D数值模拟对层次分析法的分析结果进行验证,确定了控制排土场堆高是保证排土场稳定性的有效措施。

Abstract: There are many factors affecting the stability of mine, mainly divided into two categories: internal and external causes. The parameters of the intrinsic factor which influence the stability of mine, in the process of mine use,is the main measures to keep the balance of mine. So it′s necessary to find the most important factors and try to control them, it is meaningful to keep the stability of mine. The article based on an open metal mine of Yunnan province,analyzes the internal factors affecting the stability of dump the influence of the index weights with using the analytic hierarchy process(ahp). The purpose of this way is to find out the main factors which influence the stability of mine . By the way, the paper uses FLAC3D numerical simulation to check out the results of the analytic hierarchy process, to determine that the control of dump height is the effective measures to make sure the stability of mine.关键词:排土场;稳定性;层次分析法;FLAC3DKey words: dump;stability;analytic hierarchy process;FLAC3D中图分类号:TD804文献标识码:A文章编号:1006-4311(2014)23-0046-030引言排土场作为一项重大危险源,其稳定性对于矿山的安全生产尤为重要。

排土场一旦发生滑坡变形等灾害事故,对人民生命安全和财产安全造成的破坏不可估量。

影响排土场稳定性的因素众多,各因素对排土场稳定性的影响程度又各不相同,确定影响排土场稳定性的主要因素,并提出具有针对性的排土场稳定性工程处置措施,对于控制排土场的稳定性具有重大意义。

排土场边坡失稳破坏不是单纯的动力地质现象,它的发生和发展是极其错综复杂的。

影响边坡稳定的因素很多,概括地说,主要可分为内因和外因[1]。

影响排土场边坡稳定性的外在因素主要有:工程条件、水文地质条件、爆破震动、地震影响、气象条件、风化作用、植被概况以及人类活动的影响。

这些因素对排土场边坡变形和破坏的影响越大,时间越长,影响效果越明显[2]。

影响排土场边坡稳定性的内因主要有:排土场基底稳定性、边坡角、排土台阶高度、排土总高度、安全平台宽度、排土散体力学参数、散体粒径级配、散体堆排方式等因素。

外因只有结合内因促进排土场边坡失稳的发生和发展,控制内因各指标的参数是排土场使用过程中保持其稳定性的关键。

本文以云南某露天矿山排土场为工程背景,采用层次分析法,分析计算内因各指标对排土场稳定性的影响程度,确定主要的影响因素,并运用FLAC3D有限差分软件,针对主要的影响因素进行具体分析,验证层次分析法的计算结果,并提出具有针对性的工程处置措施。

1层次分析法的应用层次分析法简称AHP(Analytic Hierarchy Process)法, 具有系统化、层次化等优点,以人们的主观经验判断为基础, 采用定性与定量相结合的方法,确定多层次、多指标的权重系数。

因而,利用层次分析法可以确定各指标对系统总目标的影响程度。

由于该方法理论上的完备性、结构上的严谨性、应用上的简洁性,尤其是在解决非结构化决策问题时,表现出了明显的优势,层次分析法的理论在我国各个领域和行业的广泛研究和应用下日趋成熟[3]。

排土场边坡失稳,实质上是内在因素和外在因素综合作用的结果,内因是事物变化发展的根据,外因是事物变化发展的条件,外因通过内因发生作用,所以内因是主导。

保持排土场稳定的关键在于找出可以控制的重要影响因素,并根据实际情况加以控制。

影响排土场稳定性的内因的指标众多,本文采用层次分析法,对影响排土场失稳主要指标,进行分析比较,确定影响权重最大的指标。

1.1构造判断矩阵A根据相对重要性比例标度,对排土场的总高度、边坡角、力学参数、安全平台宽度、台阶高度及排土物料的粒径级配等六项指标,进行两两比较,凭借主观经验,对各项指标进行打分,构造判断矩阵A[4]。

相对重要性比例标度表和排土场稳定性影响因素各指标的打分情况如表1和表2所示。

表1相对重要性的比例标度[相对重要性权数13792,4,6,8定义两个因素同等重要比另一个因素稍微重要比另一个因素明显重要比另一个因素强烈重要比另一个因素极端重要上述两相邻判断的中值]表2排土场稳定性影响因素打分表 [排土场总高度边坡角力学参数安全平台台阶高度粒径级配总高度11/21/21/31/4边坡角 2112/32/31/2力学参数 2112/32/31/2安全平台 33/23/211单台阶高度33/23/2113/4粒径级配4224/34/31]则判断矩阵A= 1223341/2 11 3/23/2 21/2 11 3/23/2 21/32/32/3 11 4/31/32/32/3 11 4/31/41/21/23/43/4 11.2 最大特征值[5]根据判断矩阵中的数值,计算各行元素的几何平均值:b1===2.289同理:b2=1.145;b3=1.145;b4=0.763;b5=0.763;b6=0.573 对bi进行归一化处理,求最大特征值所对应的特征向量W:根据公式:wi=bi÷(b1+b2+b3+b4+b5+b6)得:w1=0.34;w2=0.17;w3=0.17;w4=0.12;w5=0.12;w6=0.09;将所求得的特征向量带入公式AW=λmaxW,即1223341/2 11 3/23/2 21/2 11 3/23/2 21/32/32/3 11 4/31/32/32/3 11 4/31/41/21/23/43/4 10.340.170.170.120.120.09=λmax0.340.170.170.120.09根据公式:λmax=代入数值,求得:λmax=6.00451.3一致性检验由公式CI=代入数值,求得:CI=0.0009判断矩阵为6阶矩阵,参照表3所示的平均随机一致性指标RI取值表,随机一致性指标RI取值为:RI=1.25[6]表3平均随机一致性指标RI取值[nRI30.5840.951.1261.2571.3281.411.45101.49]在AHP中,判断矩阵A是否具有一致性非常重要。

如果A不具有一致性,就要计算一致性指标,检验具备一致性的程度 CR。

当 CR根据一致性检验公式CR=CI /RI,代入数据,求得:CR=0.00072,说明判断矩阵具有满意的一致性。

通过以上层次分析法的计算,可以得出结论:①判断矩阵的特征向量可以衡量各指标对排土场边坡稳定性的影响权重,即排土总高度>边坡角=力学参数>安全平台=台阶高度>粒径级配。

②排土物料的成分及排土作业的方式固定以后,物料的力学参数包括粘聚力、内摩擦角、抗拉强度等就基本固定。

若要保证排土场边坡的稳定性,在排土作业的过程中重点控制排土总高度和边坡角这两个因素即可。

③排土作业过程中,排土场处于极限平衡状态时,应停止对其进行继续堆高,并可通过削坡卸载等工程处置措施,保证排土场的整体稳定性。

2排土场稳定性分析以云南某露天矿山的排土场为研究对象,利用FLAC3D有限差分软件,对排土场稳定性进行数值模拟分析,重点分析排土总高度对边坡稳定性的影响程度,从而验证层次分析法对边坡稳定性影响因素计算结果的正确与否。

该排土场的排土方式为混排,排土物料主要是白云岩、砂岩及粘土的混合物,采用自下而上、由内而外的堆放工艺,现已形成三个排土台阶,每个排土台阶高度约为20m,安全平台的宽度约为10m,排土场边坡角为30°~35°,排土物料的力学参数如表4所示。

表4室内试验得出的排土物料的力学参数[类别排土物料体积模量4.62MPa剪切模量1.64 MPa粘聚力35.7 KPa重度20.8kN· m-3内摩擦角28.3°泊松比0.34]2.1 模型建立根据排土作业的推进方向,建立排土场的三维计算模型,确定模型的计算域。

模型x方向为排土作业的推进方向,长度为300m; y方向垂直于排土作业的推进方向,长度40 m;z方向为竖直方向。

模型底部节点采用x、y、z三方向约束, x方向的两端采用x方向约束, y方向的两端采用y方向约束,模型顶部为自由边界,并选用莫尔-库伦弹塑性本构模型[8]。

2.2 数值模拟结果运用FLAC3D有限差分软件,对某露天矿排土场边坡稳定性进行数值模拟计算,通过增加排土台阶,研究增加排土高度对排土场边坡安全系数的影响效果,得出边坡安全系数随排土高度增加而减小的变化值。

现将FLAC3D模拟分析结果列于表5,安全系数的显示结果,反映了排土场边坡的稳定性随排土高度增加而明显减小的规律,从而验证了层次分析法的计算分析结果。

安全系数求解结果及横向位移云图见图1~4,根据数值模拟结果,可以清晰地看出安全系数随排土高度增加而减小的变化规律,边坡的稳定性状况,边坡的最不利滑动面位置及破坏区域的特点等。

相关文档
最新文档