某矿山排土场边坡稳定性分析_黄敏
某渣场边坡在堆载过程中的稳定性演化研究
Ｓ ｔ ｕ ｃ ｋ ｅ ｒ ｔ Ｂ 等也 讨 论 过 某 垃 圾 场 的 稳
定性 问题 。
大规 模 的堆 载 活动 对 原 来 自然 斜坡 的 地形 地 貌 、 应 力 状 态必然 会 产生 显 著 的 影 响 ， 渣 体 自身 及 覆 盖层
摘要 ： 以 西 南地 区 某 水 电 站 引 水 隧 洞 ｌ Ｏ号 渣 场 边坡 为例 ， 通 过 数 值 分 析 对化 。研 究表 明 ， 该 渣 场 边坡 在 堆 载 过 程 中 ， 渣体 稳 定 性 系数 随 堆 载 高度 的增 加 而 先 增 大 后 减 小 ； 初 期 堆 载 的 渣 体， 主要起前缘压脚抗 滑的作用 ， 因而稳定性增加 ； 而后 期 随堆 载 高度 的 增 加 ， 渣 体 有加 载 促 滑 的 作 用。 根 据
关 键 词： 长 引 水 隧道 ；渣 场 边 坡 ；堆 载 过 程 ；稳 定 性 演 化 ；顶 部 减 载
中 图法 分 类 号 ： Ｐ ６ ４ ２
文献标志码 ： Ａ
我 国西 南 山 区修 建 的引水 式水 电工程 常采 用长 达 几 十千 米 的 引 水 隧 洞 作 为 其 引 水 系 统 。在 施 工 过 程 中， 引水 隧洞 开 挖产 生 的 大 量弃 渣往 往 随 意堆 积 于 山 区沟 道 或高 陡斜 坡上 ， 高 度达 数十 米 ， 甚 至 上百 米 。 国
堆 载 提供借 鉴 。本 文 以某水 电站 １ ０号 渣场 边坡 为例 ，
对 渣 场边坡 的堆载 过 程 和 变形 破 坏 特 征 进行 分 析 ， 在
此 基 础上 建立 地质 模型 ， 还 原渣场 边坡 从堆 载前 、 堆 载 中、 堆 载后 的整 个变 形过 程 ， 并 提 出治理 边坡 的措 施 。
池州某矿山边坡稳定性特征及监测方案建议
管理及其他M anagement and other 池州某矿山边坡稳定性特征及监测方案建议牛强强摘要：简述了矿山的基本概况、边坡稳定性的分析方法，对矿山边坡进行了稳定性计算分析，确定了边坡稳定性及边坡安全等级，提出了监测建议。
关键词：边坡稳定性；边坡安全等级；监测建议采场边坡稳定性分析是矿山采场边坡稳定性专项评价工作的核心。
采场边坡的稳定与否不仅关系到采场边坡的安全运行，同时关系到整个矿山能否正常生产。
做好采场边坡的稳定性分析工作，有助于预测采场边坡的稳定性状况，从而做到防患于未然，防止灾害的发生。
1 矿山概况池州市某矿山采场面积2.9hm2，采场开采作业面形成9个台阶，+190m、+199m、+220m、+237m、+247m、+270m、+290m、+300m、+318m，台阶坡面角40°～60°，采场内+270m以上为终了台阶。
边坡高度9～20m，台阶坡面角66°～81°，台阶宽度8～12m。
2019年6月，受连续强降雨影响，由于坡体顶部残坡积层厚度较大，断层附近五通组砂岩节理裂隙发育，多种因素综合作用，牛栏冲石灰石矿东南侧靠帮边坡发生滑坡。
滑坡滑动方向与山体坡向总体上一致， 主轴方向南偏西，滑坡体坡面倾角一般为 20°~30°，局部为 40°，顶部呈圈椅状，分布标高 315～334m。
滑坡体后缘为陡坎状，后缘壁高度 3.0～6.0m，主要呈圈椅状。
表面呈起伏状，东高西低，北高南低，局部可见裂缝，裂隙可见深度 0.3m～0.5m，裂缝宽 0.1～0.2m，裂缝表现为追踪主滑面趋势，为牵引式滑坡。
牛栏冲石灰石矿东南侧靠帮边坡整体滑坡体为“舌”状，其后缘线位于东北侧坡体顶部排水沟处，地面标高约334m；前缘线大体在+270m平台处，地面标高约262m；北侧以陡坎后缘线为界，东南侧大体以原排水沟为界；第四系粘土、五通组全风化砂岩产生滑坡。
矿山排土场边坡稳定性分析及安全评价
人工边坡：由人工开挖或填筑而成，稳定性受人工因素影响较大，易发生滑坡、崩塌、落石等灾害。
04
稳定性评价方法
地质力学法：通过分析边坡的地质条件，判断边坡的稳定性
03
现场监测法：通过监测边坡的变形和位移，判断边坡的稳定性
04
极限平衡法：通过计算边坡的稳定系数，判断边坡的稳定性
01
数值模拟法：利用计算机模拟边坡的变形和破坏过程，预测边坡的稳定性
03
环境条件：分析环境条件对边坡稳定性的影响，包括气候条件、植被覆盖等
04
边坡防护措施：分析边坡防护措施的有效性，包括挡土墙、护坡网等
05
监测与预警：分析监测与预警系统的有效性，包括监测设备、预警机制等
06
安全管理制度：分析安全管理制度的完善程度，包括安全管理制度、安全培训等
安全评价流程
确定评价对象：明确需要评价的矿山排土场边坡
环境条件：选择远离居民区、水源地、自然保护区等环境敏感区域
交通条件：选择交通便利、便于运输和施工的地区
土地利用：选择土地资源丰富、可利用土地面积效益较高的地区
排土场设计
01
选址：选择地质条件稳定、地形适宜的地点
03
边坡设计：根据土质、坡度、高度等因素进行设计
矿山排土场事故案例分析
事故原因分析
地质条件不稳定：边坡岩土体结构不稳定，易发生滑坡、崩塌等事故
设计不合理：排土场设计不符合规范要求，边坡坡度、高度等参数不合理
施工质量问题：施工过程中未按照设计要求进行施工，导致边坡稳定性降低
管理不善：排土场管理不到位，未及时监测边坡稳定性，未能及时发现和处理安全隐患
02
影响因素分析
地质条件：岩土类型、结构、强度等
矿山排土场边坡稳定性分析及安全评价
02
地质条件：地质 条件是影响边坡 稳定性的重要因 素，包括岩土类 型、结构、地下 水等
03
环境因素：环 境因素对边坡 稳定性也有影 响，包括降雨、 地震、风化等
04
工程措施：工程 措施是提高边坡 稳定性的重要手 段，包括支护、 排水、监测等
安全评价方法
定性评价方法：专家经验判断、安全检查表、
01
谢谢
混合边坡：由岩土混合构成，稳定性介 于岩质边坡和土质边坡之间
4
人工边坡：由人工开挖或填筑形成，稳 定性受施工质量、设计等因素影响较大
稳定性分析方法
极限平衡法：通过计算边坡的稳定 系数，判断边坡的稳定性
数值模拟法：通过计算机模拟边坡的 变形和破坏过程，预测边坡的稳定性
经验法：根据经验公式和图表，判 断边坡的稳定性
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
02
排土场布局：合理规划排土 场的布局，包括道路、排水 设施等
04
排土场安全设施设计：设计 排土场的安全设施，包括监 测、预警等
06
排土场维护管理：制定排土 场的维护管理方案，确保排 土场的安全稳定
排土场监测与维护
01
监测内容：边 坡位移、变形、 地下水位、降 雨量等
02
监测方法：人 工监测、自动 化监测、遥感 监测等
监测法：通过监测边坡的变形和应 力变化，评估边坡的稳定性
某矿山排土场边坡稳定性及治理措施分析
某矿山排土场边坡稳定性及治理措施分析
卢太卫
【期刊名称】《世界有色金属》
【年(卷),期】2024()7
【摘要】本研究针对某矿山排土场边坡稳定性进行了深入分析,并提出了相应的治理策略。
通过地质勘探和调查,收集了边坡的工程地质和水文地质数据。
利用岩土力学和土工试验方法,发现边坡主要存在土层强度不足导致的抗滑移稳定性问题。
为此,提出了分级设置抗滑桩和坡面防护的加固措施,以及在坡顶和坡面设置截排水沟,形成完整的排水系统,以增强边坡稳定性。
定量分析和效果评估表明,这些措施能显著提升边坡稳定性。
研究结果对矿山排土场的安全运营具有重要意义,并为类似工程提供了参考。
【总页数】3页(P208-210)
【作者】卢太卫
【作者单位】贵州省有色金属和核工业地质勘查局物化探总队
【正文语种】中文
【中图分类】TD804
【相关文献】
1.扎哈淖尔露天矿采场和排土场边坡稳定性分析及治理措施
2.某矿山排土场边坡稳定性分析及环境地质治理
3.降雨工况下露天矿排土场边坡稳定性与治理措施
4.豫南某露天矿山排土场边坡治理措施
5.降雨条件下某矿山排土场边坡稳定性分析
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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
矿山排土场边坡稳定性综合分析与评价
计算方法
类比/有限元/极 限平衡/有限差分 类比/有限元/有 限差分/离散元 有限元/有限差分 /极限平衡/
滑坡
软弱层 (黄土基底等)
抗剪强度降低;；黄土地基中可能产生演化弱层
工程类比/有限元 /有限差分
多种 外力 综合 作用
流固 流体导致岩土软化、细颗粒流失，同时岩土的 耦合 力学和结构变化又改变流体运移通道
任意形状
满足所有所有平衡条件的方法给出的最小安
√
√
√
条间水平与切向力比 值存在函数关系
任意形状
全系数差别不会超过正负5%，可以认为在所 有情况下都是正确的[10]
七.计算分析的要点
方法
有限 元法
离散 单元 法
有限 差分 法
原理
优点
将连续求解域离散为一组单元，以每个单元内的近似 函数来分片表示求解域上待求的未知场函数；近似函 数通常由未知场函数及其导数在单元各节点的数值插
5 当边坡破坏机制复杂时，宜结合数值分析法行分析 5.2.5采用折线滑动法时，边坡稳定性系数按照传递系数法计算 （并未直接指明，但公式说明中出现了剩余下滑力、传递系数） 5.2.6对存在地下水渗流作用的边坡，稳定性分析应按下列方法考 虑地下水的作用：
1. 水下部分岩土体重度取浮重度; 2. 提供了动水压力的计算公式
固结 压实 软化
重力 超载 地震
边界条 件
地形 涌泉 降雨
固结
三.排土场的失效模式识别与计算方法
图5. 降雨控制的排土场地基变形超限影响因素分布图
三.排土场的失效模式识别与计算方法
失效 模地貌、 排弃方式
排土场下垫面承载力不一，排弃岩土空间分 布很不均匀，造成排土场不同部位的非均匀 沉降
219528730_某矿采帮边坡稳定性评价及支护措施
2023年 4月上 世界有色金属49采矿工程M ining engineering某矿采帮边坡稳定性评价及支护措施陈开能，赵叶江（贵州有色地质工程勘察公司，贵州 贵阳 ５５０００２）摘 要：本文以某矿采帮边坡为研究对象，分析了边坡工程地质条件及其破坏模式，并结合六种可能破坏模式对边坡稳定性进行了定量计算评价，根据综合分析评价结果提出了相应的支护措施，对露天矿山类似采帮边坡支护实践具有一定的借鉴意义。
关键词：采帮边坡；稳定性评价；露天矿山；支护中图分类号：ＴＤ３２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２３）０７－００４９－３Stability evaluation and support measures of a mining slope in a certain mineCHEN Kai-neng, ZHAO Ye-jiang（Ｇｕｉｚｈｏｕ Ｎｏｎｆｅｒｒｏｕｓ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｓｕｒｖｅｙ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｇｕｉｙａｎｇ ５５０００２，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｔａｋｅｓ ａ ｍｉｎｉｎｇ ｓｌｏｐｅ ｏｆ ａ ｃｅｒｔａｉｎ ｍｉｎｅ ａｓ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｂｊｅｃｔ， ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｆａｉｌｕｒｅ ｍｏｄｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｌｏｐｅ， ａｎｄ ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｌｙ ｃａｌｃｕｌａｔｅｓ ａｎｄ ｅｖａｌｕａｔｅｓ ｔｈｅ ｓｌｏｐｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｓｉｘ ｐｏｓｓｉｂｌｅ ｆａｉｌｕｒｅ ｍｏｄｅｓ． Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ， ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｓｕｐｐｏｒｔ ｍｅａｓｕｒｅｓ ａｒｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ， ｗｈｉｃｈ ｈａｓ ｃｅｒｔａｉｎ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ ｆｏｒ ｓｉｍｉｌａｒ ｍｉｎｉｎｇ ｓｌｏｐｅ ｓｕｐｐｏｒｔ ｐｒａｃｔｉｃｅｓ ｉｎ ｏｐｅｎ－ｐｉｔ ｍｉｎｅｓ．Keywords: ｍｉｎｉｎｇ ｓｌｏｐｅ； Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ； Ｏｐｅｎ ｐｉｔ ｍｉｎｅｓ； Ｓｕｐｐｏｒｔ收稿日期：２０２３－０２作者简介：陈开能，男，生于１９９０年，汉族，贵州盘州人，本科，工程师，研究方向：水工环地质调查评估，工程地质勘察，地质灾害防治工程设计。
边坡稳定性影响因素及应对措施
边坡稳定性影响因素及应对措施作者：黄萌刘凡来源：《环球市场》2017年第05期摘要：就目前的情况来看，边坡的稳定性评价渐渐地成为了工程中研究的基本问题之一，尤其是在众多边坡失稳等自然灾害的发生之后，其得到了广泛的关注，目前边坡稳定性分析已成为岩土工程中重要的研究方向。
边坡失稳不仅给人民的安居乐业造成了极大的威胁，而且增加工程单位的建设费用和国家的投入，因此进一步加强对其的研究非常有必要。
边坡的失稳现象的发生是多方面因素造成的，因此需要采取有效的措施进行解决。
基于此本文分析了边坡稳定性影响因素及应对措施。
关键词：边坡稳定性；影响因素；应对措施1 边坡的分类按照不同的分类原则边坡通常分为以下几类：（1）按照成因可分为天然边坡和人工边坡。
（2）按照岩土性质可分为粘土类边坡、黄土类边坡、碎石类边坡和岩石类边坡。
（3）按照自身的稳定性程度可分为稳定边坡、基本稳定边坡、欠稳定边坡和不稳定边坡。
（4）按照高度可分为高边坡（边坡高度大于l5m）和一般边坡（边坡高度小于l5m）。
（5）按照断面形式可分为直立式边坡、倾斜式边坡和台阶形边坡。
（6）按照使用年限可分为临时性边坡（工作年限不超过两年）和永久性边坡（工作年限超过两年）。
2 边坡稳定性主要影响因素边坡稳定性的影响因素较为复杂，主要有以下几方面：①自身性质的影响，包括岩土的强度、组成、坚硬程度、抗风化能力、抗软化能力、透水性等；②岩层构造与结构的影响，主要体现在岩土内部节理裂隙的分布规律及其发育程度、土体颗粒的胶结情况、软弱面和破碎带的分布以及下伏岩土界面的形态和坡向坡角等；③水文地质条件的影响，包括地下水的埋藏条件、流动情况及动态变化等；④地貌因数，如边坡的高度、坡度和形态等；⑤风化作用的影响，主要表现为风化作用将不同程度的减弱岩土的强度，改变原有稳定状态；⑥气候作用的影响，不同的自然气候会引起岩土风化速度、风化厚度的变化，还会引起地下水（降水）作用的变化，从而导致岩土发生物理、化学变化；⑦地震作用的影响，地震导致使岩土体产生剪切破坏，从而影响边坡原有的稳定状态；除此之外诸如开挖、填筑和堆载等人为因素同样会对边坡稳定性造成不利的影响。
排土场边坡稳定性分析及安全评价分析
排土场边坡稳定性分析及安全评价分析马永明（甘肃省建设项目咨询中心有限公司，甘肃 兰州 ７３００７０）摘 要：安全评价在矿山项目建设阶段有着不可或缺的作用，大型露天矿山通过安全评价合理建设，了解排土场边坡稳定性，以确保后期生产稳定开展。
文章以某地区矿山开发为例的进行分析，结合矿山实际问题，对排土场边坡稳定性分析并进行安全评价，为相关矿山开发工程稳定开展奠定坚实基础。
关键词：排土场边坡；稳定性；建设；安全评价中图分类号：ＴＤ８０４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２０）０５－０１９３－２Stability analysis and safety evaluation analysis of waste dump slopeMA Yong-ming（Ｇａｎｓｕ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｐｒｏｊｅｃｔ Ｃｏｎｓｕｌｔｉｎｇ Ｃｅｎｔｅｒ Ｃｏ．， Ｌｔｄ，Ｌａｎｚｈｏｕ ７３００７０，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｓａｆｅｔｙ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｐｌａｙｓ ａｎ ｉｎｄｉｓｐｅｎｓａｂｌｅ ｒｏｌｅ ｉｎ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｓｔａｇｅ ｏｆ ｍｉｎｅ ｐｒｏｊｅｃｔｓ． Ｌａｒｇｅ ｏｐｅｎ－ｐｉｔ ｍｉｎｅｓ ｃａｎ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄ ｔｈｅ ｓｌｏｐｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｗａｓｔｅ ｄｕｍｐ ｔｈｒｏｕｇｈ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｓａｆｅｔｙ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ， ｓｏ ａｓ ｔｏ ｅｎｓｕｒｅ ｔｈｅ ｓｔａｂｌｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｌａｔｅｒ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ． Ｔａｋｉｎｇ ｔｈｅ ｍｉｎｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｉｎ ａ ｃｅｒｔａｉｎ ａｒｅａ ａｓ ａｎ ｅｘａｍｐｌｅ， ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｓｌｏｐｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｗａｓｔｅ ｄｕｍｐ ａｎｄ ｅｖａｌｕａｔｅｓ ｔｈｅ ｓａｆｅｔｙ， ｗｈｉｃｈ ｌａｙｓ ａ ｓｏｌｉｄ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｔａｂｌｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｒｅｌａｔｅｄ ｍｉｎｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｐｒｏｊｅｃｔｓ．Keywords: ｄｒａｉｎａｇｅ ｓｌｏｐｅ； Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ； Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ； Ｓａｆｅｔｙ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ1 矿山概况以某地区矿山（后统称为a矿山）为例进行分析，该矿山位于我国北方某地区，地质储量达到22441Mt，实际生产能力达到20.0Mt/a。
- 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、"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、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)。
基岩名称
强风化基岩 微风化基岩
密度 压缩模量 E s 泊松比
/ ( g cm- 3 )
/M Pa
2. 43
14 400 0. 19
2. 70
24 000 0. 15
粘聚力 C 内摩擦角
/M Pa
/( )
8. 88
40
14. 8
47
3 边坡数值模拟研究
3. 1 计算程序 采用目前在岩土工程界较为成熟的 FLAC3D 数值
/ ( g cm- 3 )
/M Pa
/M Pa
/( )
1. 76
72. 19 0. 34
0. 05
18
1. 83
79. 67 0. 33
0. 04
30
1. 92107Biblioteka 30 0. 320. 03
34
2. 3 基岩物理力学性质 基岩部分的物理力学参数根据矿山以往的岩石力
学实验选取, 见表 3。
表 3 排 土场基岩力学参数
敛过程 [ 4] 。单元的最 大不平衡力随着计算时 步的变 化过程见图 3。由图 3 可见, 单元的最大不平衡力随 计算时步增加而逐渐趋于极小值, 说明计算是稳定的。
图 5 垂直方向位移随计算时步的变化
图 3 最大不平衡力随计算时步的变化过程
4. 2 位移分析 在 FLA C3D数值计算过程中, 若边坡达到极限破坏
塘坞附近粘土分布较厚的沟谷处切取边坡稳定性分析 的典型断面, 如图 1所示。
地基土 名称
坡面软层 地基软层
表 1 地基土 物理力学性质试验结果
密度 压缩模量 E s 泊松比 粘聚力 C 内摩擦角
/ ( g cm- 3 )
/M Pa
/M Pa
/( )
1. 82
6
0. 29
0. 05
22
1. 79
3
0. 30 0. 009
第 5期
黄 敏等: 某矿山排土场边坡稳定性分析
13
2. 1 地基土物理力学性质 排土场区内普遍覆盖一层 厚度不大的第 四系表
土, 其力学强度较低, 是排土场稳定性研究必须考虑的 因素。为此在地基土中采集有代表性的岩土试样进行 土的物理力学性质试验。试验结果见表 1。
3. 2 几何模型 根据现场调研和排土场试验结果, 在排土场内彭
散体物料物理力学性质的测定分以下 3组: 含 细颗粒 ( d < 5 mm ) 较多, 一般位于排土场上部; 含 细颗粒中等, 含中等颗粒较多, 一般位于排土场中部;
大块岩石, 一般位于排土场中下部及下部。试验结 果见表 2。
表 2 排土场散体 物料物理力学性质试验结果
部位
上部 中部 下部
密度 压缩模量 E s 泊松比 粘聚力 C 内摩擦角
排土场堆积体内塑性区分布见图 6。图中黑色区 域内颜色较浅部分为塑性区, 显然塑性区未贯通。故 从塑性区分布情况来看, 边坡处于整体稳定状态。这 与实际情况是一致的。
图 6 排土场堆积体内塑性区分布
4. 4 安全系数分析
工程中广为采用的各种极限平衡条分法将安全系
数定义为沿整个滑移面的抗剪强度与实际抗剪强度之 比 [ 9] , 而在 FLAC3D中则采用强度折减系数法来定义安 全系数 [ 10~ 11 ] 。强度折减系数法可以评价边坡的稳定
18
2. 2 散体物料物理力学性质研究 排土场散体物质组成是决定排土场堆料的力学性
态的主要依据 [ 1 ~ 2] 。为此采用精度高的筛分法, 结合 摄影法和直接量测法, 来测定岩石的粒度组成。除了 在排放中的随机因素外, 各块度级别沿边坡高度分布 存在着明显的规律性, 由上而下, 块度逐渐增大, 总的 趋向是小块集中在上部, 大块在下部, 中间部分各种块 度参差不齐, 但以中等块度居多。
排土场区内无 常年地 表水流, 其最 低标 高约 90 m, 附近的桐木江标高为 50 m, 故排土场不受桐木江影 响。排土场区水文地质条件属简单类型。
2 排土场岩土物理力学性质研究
影响排土场边坡的主要因素包括基底软层及排弃 物的强度, 因此有必要对其进行物理力学性质研究, 以 便进行计算分析。
收稿日期: 2007-04-10 作者简介: 黄 敏 ( 1983 - ), 男, 湖南邵阳人, 硕士研究生, 主要研究方向为采矿与岩土工程。
1、2、3、5和 7部分所选用的力学参数通过地基土 和散体物料物理力学性质实验获得, 其中 1、2和 3部 分为排土场边坡体, 由松散岩土体自然堆积为成, 参数 值较小; 5和 7部分为地基土软层, 强度值最小。
14
矿冶工程
第 27卷
4 计算结果及分析
4. 1 最大不平衡力分析 FLA C3D程序采用最大不平 衡力来刻划计 算的收
边坡整体失稳将发生于强 度软弱带或应 力集中 区, 该部位土体单元将产生不同程度的不可恢复的塑 性变形, 若发生塑性变形的软弱带或应力集中区相互
图 4 水平方向位移随计算时步的变化
贯通, 则表明边坡内将在相互贯通的剪切破坏面发生 整体失稳 [ 8] 。塑性应 变的发生与发展表明了 土体屈 服或破坏的发生与发展程度, 塑性应变的大小能够从 本质上描述土体的屈服或破坏发展过程, 因此可以采 用塑性区的相互贯通来评判边坡整体失稳破坏。
摘 要: 在对边坡工程地质条件进行勘察和对排土场岩土物理力学性质进行研究 的基础上, 利用 FLAC3D软 件对某矿山排土场现状 边坡的稳定性进行了 分析。研 究结果表明, 模拟过程中的最大不平 衡力和监测 点位移均 趋向于 稳定, 塑性区 分布情 况和安 全系数 值则再次表明边坡在 整体上处于稳定状态。
排土场地基岩层主要为混合岩, 主要岩石为混合 岩化的黑云母斜长片麻岩, 斑状结构, 裂隙较发育, 上 部表层属强 ~ 中风化层, 厚度 0. 60~ 12. 9 m, 岩性松 软, 下部原岩灰绿色, 完整坚硬。场区第四系表土分布 较多, 有植物层 ( 厚 0. 1 ~ 0. 4 m ) 、第四系淤泥质亚粘 土 ( 厚 1. 0~ 2. 0 m )、第四系坡积亚粘土 ( 厚 0. 7~ 2. 3 m )、第四系冲积亚粘土 ( 厚 1. 31~ 4. 50 m )、第四系残 积亚粘土 (厚 0. 40~ 5. 00 m )。矿区 F1、F2断层未穿 过排土场, 场区内无大的断层和断裂构造。潜在滑坡 体为人工堆积物, 最大堆积高度为 78 m, 平均堆积坡 角为 34 。
江西某铜矿排土场位于天排山西侧山麓, 地势总 的变化是东南高西北低。场区山体较陡峻, 地形高差 较大。自采场扩帮以来排土场急速堆高, 再加上扩帮 排出的大多是粘土, 排土场曾发生两起重大事故: 2004 年 9月, 在该排土场堆存过程中由于边坡失稳, 排土车 辆滑到坡脚, 差点造成车毁人亡; 2005年 1月份, 在该 排土场排土过程中造成了 1人死亡。
分析软件进行数值模拟。
图 1 边坡断面
结合现场实地考察, 在图 1的基础上建立与实际 基本一致计算模型, 见图 2, 模型在建立中并没有考虑 对面山坡的稳坡作用。
图 2 计算模 型尺寸和区域划分示意
模型范围既要包括整个潜在滑坡体, 又要有一定 的外延, 尽可能减少边界条件对计算结果的影响。当 坡角到左端边界的距离为坡高的 1. 5 倍, 坡顶到右端 边界的距离为坡高的 2. 5倍, 且上下边界总高不低于 2 倍坡高时, 计算精度最为理想 [ 3 ] 。模型总长为 426 m, 高 178 m, 宽度取 1 m。划分的单元总数 为 11 117 个, 网格节点数为 22 698个。
关键词: 边坡稳定性分析; 数 值模拟; 位移监控点; 塑性区; 安全系数
中图分类号: TD853
文献标识码: A
文章编号: 0253- 6099( 2007) 05- 0012- 03
Analysis of Stability ofW aste-dump Slope of aM ine
HUANG M in1, L I X -i b ing1, FU Y u-hua2, L I D -i yuan1 ( 1. S chool of R esources and Saf ety Engineering, C entral South Un iversity, Changsha 410083, H unan, Ch ina; 2. Schoo l of App lied Science, J iangx i University of Science and T echnology, Ganzhou 341000, J iangx i, China )
第 27卷第 5 期 2007 年 10月
矿冶工程
M IN ING AND M ETAL LURG ICAL ENG INEER ING
V o.l 27 5 O ctober 2007
某矿山排土场边坡稳定性分析
黄 敏1, 李夕兵 1, 付玉华2, 李地元 1
( 1. 中南大学 资源与安全工程学院, 湖南 长沙 410083; 2. 江西理工大学 应用科学学院, 江西 赣州 341000)
该排土场的下游是铁路和农田, 一旦排土场出现 滑坡, 不仅会影响到该矿的正常生产, 而且会危及到下 游的铁路和农田, 因此, 亟需对该矿排土场边坡进行稳 定性分析, 以预测边坡发展趋势。
1 工程概况
江西某铜矿排土场原始地 貌形态以构造 剥蚀为 主, 沿东南向西北有五条沟谷, 沟谷纵坡靠近山脊处较 陡, 前部较为平缓, 沟谷上游呈 V 字型, 下游呈 U 字型, 沟谷中沉积有粘土和亚粘土及排土场流失下来 的松散堆积物。场区山坡上灌木杂草丛生, 地表几乎 全部为植被所覆盖, 仅局部见有中、强风化基岩裸露。
图 2中 1、2、3部分为排土场散体物料, 高 78 m, 坡角为 34 ; 4部分为强风 化基岩; 6部 分为微风化基 岩。 5部分 (在排土场散体物料和 4部分之间 ) 以及 7 部分 ( 排土场散体物料和 6部分之间 ) 都存在第四系 土层, 厚度为 2~ 3 m。 3. 3 力学模型