露天矿边坡监测预警体系及变形速率阈值确定方法

1

作者 韩流 陈祥宸 +2 位作者 王胆 舒继森 GERSON S V Tovele 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第2期329-338,共10页

边坡监测是保障露天矿人员设备安全的最后一道防线,完善的边坡监测预警体系和准确的预警阈值是实现监测效果的重要途径,然而,现有的监测系统存在独立运行、无法互补,预警阈值设定缺少依据等问题,这正是我国露天矿边坡监测亟待解决的重... 边坡监测是保障露天矿人员设备安全的最后一道防线,完善的边坡监测预警体系和准确的预警阈值是实现监测效果的重要途径,然而,现有的监测系统存在独立运行、无法互补,预警阈值设定缺少依据等问题,这正是我国露天矿边坡监测亟待解决的重要科学问题。以重力式滑坡为研究对象,根据累计位移量–时间曲线特征,将其分为渐变型、突发型和稳定型3类;根据滑面的形状将其分为圆弧滑动和平面滑动2类。对比分析了边坡雷达和GNSS监测的优劣性,并基于刚体运动模型建立了边坡雷达监测单元的位移量和变形速率的误差解算模型,进而结合2种监测方法的优势提出了针对露天矿的“边坡安全评价–边坡雷达覆盖式监测–GNSS精准预警”边坡监测预警体系。根据切线角预警判据,提出了基于关键切线角正切值倍数法确定边坡变形速率4级预警阈值,进一步根据同类滑坡加速阶段T值等分法确定关键切线角。对未发生过滑坡的露天矿边坡,给出了2种关键切线角和预警阈值确定思路。对2个露天矿边坡滑坡案例进行研究,确定了匀速阶段和关键切线角,给出了4级预警阈值,将阈值应用于边坡变形预警,结果表明:露天矿号1的阈值可及时准确的判定东帮变形所处的预警等级,并在第1次Ⅰ级预警信息发出后预留6 h的应急撤离时间;露天矿号2的关键切线角可应用于确定不同阶段的阈值,但平均速率需要结合具体监测阶段的S-t曲线精准确定。变形监测体系和预警阈值确定方法为露天矿边坡监测的可靠性提供有力支撑。 展开更多

关键词 露天矿 边坡监测 预警阈值 关键切线角 边坡雷达 GNSS

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浅谈生产露天矿的边坡稳定性研究 被引量：8

2

作者 舒继森 王文忠 张镭 《露天采矿技术》 CAS 2005年第5期40-42,共3页

介绍了边坡稳定性研究的阶段性和生产露天矿边坡稳定性研究的内容和重要性,阐述了露天矿生产过程中边坡稳定性研究与矿山经济效益之间的关系,指出了滑坡治理过程中的原则和需要注意的问题。

关键词 边坡稳定 露天矿 滑坡防治 边坡监测

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小龙潭露天矿东帮边坡稳定性分析 被引量：1

3

作者 舒继森 张朝明 朱家春 《露天采矿技术》 CAS 2007年第5期29-31,34,共4页

在简要介绍小龙潭露天煤矿东帮边坡的地质情况和稳定情况后,根据地质情况确定了滑坡模式,据此分析了东帮边坡出现滑坡的原因,并对采场东帮的最终边坡稳定性进行了评价,提出了提高东帮边坡稳定性的措施。

关键词 露天矿 排土场 边坡稳定

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黄土地区铁路路堑边坡稳定性研究

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作者 舒继森 彭洪阁 +2 位作者 王兴中 周毅勇 车延轩 《露天采煤技术》 2002年第6期17-20,共4页

由于黄土物理力学性质的特殊性,使得该地区的工程经常出现问题。以准格尔能源有限责任公司大同———准格尔铁路装车环线路堑边坡出现的失稳滑动问题为例,分析了黄土地区边坡稳定性问题,并初步探讨了整治措施的综合运用。

关键词 黄土地区 铁路 路堑 滑坡 边坡加固

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节地减损开采模式下边坡结构及应力发展规律 被引量：16

5

作者 尚涛 韩流 +1 位作者 舒继森 陈树召 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期3644-3654,共11页

为了实现节地减损开采技术在露天矿的安全应用,对开采过程中的边坡结构、岩体应力状态和稳定性进行分析,揭示开采程序和参数与边坡应力分布和稳定性的耦合规律。采用剖面法阐述了适用于扩建和新建露天矿的2种节地减损开采技术方案;分析... 为了实现节地减损开采技术在露天矿的安全应用,对开采过程中的边坡结构、岩体应力状态和稳定性进行分析,揭示开采程序和参数与边坡应力分布和稳定性的耦合规律。采用剖面法阐述了适用于扩建和新建露天矿的2种节地减损开采技术方案;分析了边坡内部的应力类型,建立了降段或靠帮开采造成的不平衡应力分异模型及其诱发的边坡牵引式渐进破坏模型。以蒙东地区露天矿采场端帮的形成和发展过程为依据建立了三维模型,并设定模拟条件如下:采场深度从0降段至300 m,每次降段50 m;端帮角度从37°线性提高至45°,每次提高2°;内排土场从0回填至300 m,每次回填50 m。分析得到开挖降段和靠帮开采过程中自重应力和水平应力变化规律以及开挖降段和内排回填过程中的端帮边坡稳定系数变化规律。根据矿山的设备生产能力和采剥工程量,计算出开挖降段、靠帮开采所需的工程时间,通过回归分析得到自重和水平应力随时间的变化规律,以及时效稳定性的变化规律。研究结果表明:开挖降段过程中,自重和水平应力分别下降了1.6和5.6 MPa,端帮边坡稳定系数从2.23下降到0.83;靠帮开采过程中,自重和水平应力分别提高了0.5和9.4 MPa;内排回填过程中,端帮稳定系数从0.83提高到1.87。自重应力和水平应力均呈现以采场中心线为轴的对称结构,在采场范围内,自重应力呈拱形结构,水平应力呈“楔形”结构;随着开挖降段深度或端帮边坡角度的增大,自重应力拱顶曲率和水平应力楔形曲率均不断减小。自重和水平应力的峰值随开挖深度的增大呈二次函数下降,随开挖时间的增加均呈线性规律下降,随端帮边坡角度的增大呈二次函数规律增大。端帮稳定系数随开挖降段深度的增加呈负指数降低,随时间的增长呈二次函数规律下降;端帮的稳定系数随内排回填高度、时间均呈现指数的增长规律。 展开更多

关键词 节地减损 开采模式 边坡结构 稳定性 应力结构

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岩体蠕变对露天矿边坡稳定性的影响 被引量：11

6

作者 任月龙 才庆祥 +2 位作者 张永华 舒继森 韩流 《金属矿山》 CAS 北大核心 2014年第5期1-4,共4页

为了研究岩体蠕变对边坡稳定性的影响,评价露天矿边坡服务周期内的安全性,根据时效边坡理论及岩体蠕变规律,分析了边坡岩体力学参数的长期强度表达式;基于极限平衡法中的简化Bishop法,推导出了圆弧滑坡时效稳定系数的计算公式;得出了稳... 为了研究岩体蠕变对边坡稳定性的影响,评价露天矿边坡服务周期内的安全性,根据时效边坡理论及岩体蠕变规律,分析了边坡岩体力学参数的长期强度表达式;基于极限平衡法中的简化Bishop法,推导出了圆弧滑坡时效稳定系数的计算公式;得出了稳定系数随蠕变时间增长呈指数递减的规律。对哈尔乌素露天矿端帮靠帮开采过程的时效稳定性进行研究的结果表明:在相同岩性参数的基础上,随着边坡角的不断增大,端帮边坡的整体稳定系数呈线性下降,剪应变及应力集中于高陡台阶底部,塑性贯通区呈圆弧状;随着蠕变时间的增长,不同几何形状边坡的稳定系数均呈现相同的衰减规律。岩体蠕变特性会造成岩体抗剪强度及边坡稳定系数随时间延长而呈指数规律衰减。准确把握岩体蠕变特性,可预测边坡的有效服务时间,具有非常重要的工程价值。 展开更多

关键词 蠕变 露天矿 边坡稳定 圆弧滑动 时效边坡

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爆破振动对露天矿边坡稳定性的影响 被引量：22

7

作者 张天文 才庆祥 +2 位作者 冀宪成 韩流 舒继森 《金属矿山》 CAS 北大核心 2016年第3期48-52,共5页

为了研究爆破振动对边坡稳定性的影响规律,揭示关键的技术参数,建立了考虑振动应力的平面滑动稳定系数计算公式。借助数值模拟分析了布沼坝露天矿西帮变形区受爆破振动影响时的稳定系数变化规律。结果表明:边坡稳定系数随着与爆源中心... 为了研究爆破振动对边坡稳定性的影响规律,揭示关键的技术参数,建立了考虑振动应力的平面滑动稳定系数计算公式。借助数值模拟分析了布沼坝露天矿西帮变形区受爆破振动影响时的稳定系数变化规律。结果表明:边坡稳定系数随着与爆源中心距离的增加呈对数规律增长,当影响距离超过300 m以后,爆破振动对西帮边坡稳定性的影响可以忽略。边坡稳定系数与振动速度曲线的协同性较高,峰值出现的时刻相同,振幅满足比例关系。 展开更多

关键词 爆破振动 露天矿 边坡 稳定性

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基于边坡时效性的露天煤矿端帮靠帮开采 被引量：23

8

作者 王博文 才庆祥 +2 位作者 周伟 舒继森 周游 《煤炭工程》 北大核心 2010年第4期9-11,共3页

文章从内排露天矿的内排特点和露天矿边坡断面形式入手,通过比较不同边坡角、不同断面形式的端帮边坡稳定性及最下一个台阶的掩埋高度和时间来分析边坡时效性对露天煤矿端帮靠帮开采的影响。安家岭露天矿充分利用排土场边坡的内排时效... 文章从内排露天矿的内排特点和露天矿边坡断面形式入手,通过比较不同边坡角、不同断面形式的端帮边坡稳定性及最下一个台阶的掩埋高度和时间来分析边坡时效性对露天煤矿端帮靠帮开采的影响。安家岭露天矿充分利用排土场边坡的内排时效性及凸形边坡的边坡设计方法,获得端帮煤量26.56万t,提高了经济效益。 展开更多

关键词 露天矿 边坡时效性 靠帮开采 回收率

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内排土场对露天矿端帮稳定性的影响 被引量：14

9

作者 吕金星 舒继森 +1 位作者 韩流 舒应秋 《金属矿山》 CAS 北大核心 2012年第3期45-47,共3页

为研究内排土场的存在对露天矿端帮的影响,在理论上分析了端帮边坡的时效性和内排压帮的原理;利用FLAC3D软件建立模型进行分析计算,研究了内排土场存在与否时端帮上点的移动距离和稳定系数的变化情况,并结合伊敏露天矿进行了效益评估。... 为研究内排土场的存在对露天矿端帮的影响,在理论上分析了端帮边坡的时效性和内排压帮的原理;利用FLAC3D软件建立模型进行分析计算,研究了内排土场存在与否时端帮上点的移动距离和稳定系数的变化情况,并结合伊敏露天矿进行了效益评估。结果表明:采用内排及时跟进可减少端帮的暴露时间,提高端帮的稳定系数,并能创造可观的经济效益。 展开更多

关键词 露天矿 内排土 端帮 稳定性

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露井联采条件下采动边坡的变形机理研究 被引量：8

10

作者 彭洪阁 才庆祥 +2 位作者 周伟 舒继森 陈彦龙 《金属矿山》 CAS 北大核心 2009年第11期129-131,共3页

通过对露井联采下采动边坡的分析,建立采动边坡梁模型,根据梁的受力及变形,得出梁变形产生拱的范围,即影响边坡范围;利用顶板破断后形成的沉陷范围,给出了采动边坡稳定系数计算方法,并得到最安全采深,结合安家岭露井联采的实践及边坡位... 通过对露井联采下采动边坡的分析,建立采动边坡梁模型,根据梁的受力及变形,得出梁变形产生拱的范围,即影响边坡范围;利用顶板破断后形成的沉陷范围,给出了采动边坡稳定系数计算方法,并得到最安全采深,结合安家岭露井联采的实践及边坡位移监测,得出902工作面采动下边坡稳定系数为1.38,最大安全采深为309m。研究结果表明,露井联采条件下采动边坡变形是由于顶板变形引起的岩层倾角变化引起的,可为露井联采采动边坡稳定治理提供理论依据。 展开更多

关键词 露井联采 采动边坡 梁模型 稳定性

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露天煤矿靠帮开采端帮稳定性关键影响因素研究 被引量：23

11

作者 彭洪阁 才庆祥 +1 位作者 周伟 舒继森 《中国矿业》 北大核心 2008年第5期71-74,共4页

为了提高煤炭资源回收量,更多地采出露天矿端帮下的压煤,论文在充分获取端帮地质资料的基础上,对影响端帮靠帮开采的因素——边坡角、岩层倾角和水位高度进行了理论分析,并利用FLAC/SLOPE软件,分别分析各个因素对边坡稳定性系数的影响,... 为了提高煤炭资源回收量,更多地采出露天矿端帮下的压煤,论文在充分获取端帮地质资料的基础上,对影响端帮靠帮开采的因素——边坡角、岩层倾角和水位高度进行了理论分析,并利用FLAC/SLOPE软件,分别分析各个因素对边坡稳定性系数的影响,建立了边坡稳定性分析模型,得出了相关的函数图像关系。结果表明:边坡角、岩层倾角及水位高度对端帮稳定性影响明显,采取相应措施可更好地维护端帮稳定,并有利于端帮下的采煤。 展开更多

关键词 露天矿 靠帮开采 端帮 稳定性 影响因素

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基于极限平衡理论的边坡稳定评价方法 被引量：9

12

作者 张磊 舒继森 +2 位作者 彭竹 彭洪阁 陈树召 《矿业安全与环保》 北大核心 2008年第6期62-63,66,共3页

综合分析了影响露天矿边坡稳定性的主要因素,通过对3种基于极限平衡理论(Limit-Equilibrium)的边坡稳定分析软件在岩土质边坡稳定性分析中的实际操作,表明用BishopGS法计算得到的安全系数在大多数情况下较稳定。工程技术人员应结合矿情... 综合分析了影响露天矿边坡稳定性的主要因素,通过对3种基于极限平衡理论(Limit-Equilibrium)的边坡稳定分析软件在岩土质边坡稳定性分析中的实际操作,表明用BishopGS法计算得到的安全系数在大多数情况下较稳定。工程技术人员应结合矿情,科学有效地确定露天矿边坡的最佳许用安全系数。 展开更多

关键词 露天矿 边坡稳定 极限平衡理论 安全系数

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端帮靠帮开采稳定性分析与经济效益研究 被引量：11

13

作者 孟庆武 舒继森 韩流 《金属矿山》 CAS 北大核心 2013年第9期50-52,87,共4页

利用靠帮开采的相关理论,提出了端帮靠帮开采的边坡稳定性分析的2种方法,建立了由靠帮开采带来的经济效益研究模型和节约的二次剥离成本计算模型。以我国北方某露天矿为例,确定了一条区的两侧端帮边坡角可以由37°分别提高到44°... 利用靠帮开采的相关理论,提出了端帮靠帮开采的边坡稳定性分析的2种方法,建立了由靠帮开采带来的经济效益研究模型和节约的二次剥离成本计算模型。以我国北方某露天矿为例,确定了一条区的两侧端帮边坡角可以由37°分别提高到44°和42°,由此每年可以获得的经济效益为11 692.112万元,每年可以节约一二条区之间的二次剥离成本1 662.287万元。结果表明:对我国大型近水平露天煤矿实施端帮靠帮开采,在技术上是可行的,具有很好的经济效益。 展开更多

关键词 露天煤矿 靠帮开采 稳定性分析 经济效益

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基于iFIX的胶带传输集控系统设计 被引量：4

14

作者 舒应秋 舒继森 +3 位作者 吕金星 韩磊 张连昆 葛本民 《工矿自动化》 2010年第12期75-78,共4页

针对贵州某煤矿在胶带传输的各个环节仍采用人工监测方式、难以实现胶带传输集中管理的问题,提出了一种基于iFIX的胶带传输集控系统的设计方案。该方案中,地面调度中心的监控主机和井下PLC设备均安装iFIX组态软件作为SCADA系统节点,同... 针对贵州某煤矿在胶带传输的各个环节仍采用人工监测方式、难以实现胶带传输集中管理的问题,提出了一种基于iFIX的胶带传输集控系统的设计方案。该方案中,地面调度中心的监控主机和井下PLC设备均安装iFIX组态软件作为SCADA系统节点,同时连入地面调度中心的工业电视;监控主机和井下PLC设备共同接入由矿井通信中心建立的工业以太网,完成对现场胶带传输数据的交换和实时管理功能。实际应用表明,该系统实现了井下胶带传输数据的共享与信息联通,提高了井下生产的安全性。 展开更多

关键词 煤矿 胶带传输 集中控制 IFIX组态软件

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基于模糊贝叶斯理论的岩土参数概率分布研究 被引量：14

15

作者 唐震 舒继森 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2011年第10期182-184,共3页

利用模糊数学方法和贝叶斯理论,把人的主观判断和经验以及从小样本中获得的概率分布模型结合起来,通过实例计算与有限比较法进行了对比,结果表明,该方法符合实际,为在小样本情况下确定岩土参数的分布类型提供了新的途径。

关键词 岩土参数 概率分布 模糊评判 贝叶斯方法 有限比较法

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基于多目标优化的露天矿进度计划编制方法研究 被引量：2

16

作者 韩流 秦梓赫 +2 位作者 舒继森 尚涛 陈树召 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第7期146-155,共10页

为寻求特定露天开采程序下的最优进度计划,实现矿山经济效益最大化。采用线性规划方法,以达产时间最短、达产后3 a内总采煤量最大及设备调动次数最少为目标,以设备数量、采剥工程关系及设计煤炭产量为约束条件建立进度计划编制的多目标... 为寻求特定露天开采程序下的最优进度计划,实现矿山经济效益最大化。采用线性规划方法,以达产时间最短、达产后3 a内总采煤量最大及设备调动次数最少为目标,以设备数量、采剥工程关系及设计煤炭产量为约束条件建立进度计划编制的多目标优化模型,并利用优先级法对模型进行求解。设计了最早投、达产年的计算方法及年度采煤量均衡方法;利用表上作业法和反向动态规划设计了减少调动次数的进度计划编制方法。以布沼坝露天矿由西向东全区开采为例,将电铲数量、年生产能力、回采率、电铲能力、掘沟电铲数和扩帮电铲数作为限制条件,对露天矿进度计划进行编制,结果表明:达产后第3年可开采至第11阶段,并在该年末可采完第11阶段内87%的矿岩量。将第11阶段内与前10阶段的矿岩量表进行整合,作为基建开始至达产后第3年的总采剥工程量,根据年最大化原煤开采量与达产要求煤量的关系,利用优化模型进行迭代求解,得出均衡后的采剥量,利用表上作业法和反向动态规划完成采剥计划编制。优化后的进度计划可实现3 a投产、5 a达产、前8 a原煤开采总量达37.19 Mt、设备调动次数53次。与其他3种未优化的进度计划均值相比,投产时间提前了0.3 a,达产年提前了0.6 a,总采煤量增加了3.7 Mt,总调铲次数减少了19次,上述量化指标表现出明显优势,验证了本优化方法的效果。 展开更多

关键词 进度计划 多目标优化 煤量均衡 表上作业法 露天开采

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近水平岩层边坡工程地质模型及稳定性研究 被引量：3

17

作者 郭兵兵 舒继森 +1 位作者 舒应秋 吕金星 《中国矿业》 北大核心 2012年第2期104-107,共4页

边坡工程地质模型是研究边坡破坏模式和稳定性计算的基础。说明了边坡工程地质模型的内容、露天矿层状边坡的基本工程地质模型、近水平岩层边坡的破坏模式。在工程地质工作的基础上,划分工程地质岩组,研究岩体结构和地下水影响,建立了... 边坡工程地质模型是研究边坡破坏模式和稳定性计算的基础。说明了边坡工程地质模型的内容、露天矿层状边坡的基本工程地质模型、近水平岩层边坡的破坏模式。在工程地质工作的基础上,划分工程地质岩组,研究岩体结构和地下水影响,建立了某露天矿东南帮边坡的工程地质模型,分析了可能的破坏模式是圆弧滑动和圆弧-顺层滑动,对不同破坏模式下的安全系数进行计算,评价了16#煤开采前后边坡的稳定性。 展开更多

关键词 露天矿 近水平岩层 边坡工程地质模型 边坡稳定

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数值模拟在布沼坝露天矿边坡稳定性中的应用研究 被引量：4

18

作者 彭洪阁 才庆祥 +1 位作者 舒继森 张镭 《中国矿业》 北大核心 2007年第6期60-62,共3页

边坡的变形与滑动不但会对露天矿的安全生产带来重大影响,而且会对边坡上的建筑、设备,甚至人身安全带来不利影响。针对布沼坝露天矿西帮边坡出现的问题,对边坡中关键剖面进行数值模拟分析,获得了边坡的稳定性情况。研究表明:西帮边坡... 边坡的变形与滑动不但会对露天矿的安全生产带来重大影响,而且会对边坡上的建筑、设备,甚至人身安全带来不利影响。针对布沼坝露天矿西帮边坡出现的问题,对边坡中关键剖面进行数值模拟分析,获得了边坡的稳定性情况。研究表明:西帮边坡整体稳定性较差,存在滑坡危险,将会影响到生产的正常进行。本研究结果可为边坡设计及治理工程提供可靠依据和技术指导。 展开更多

关键词 边坡稳定 数值模拟 变形分析 评价

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近水平露天矿层状边坡滑坡机制的探讨 被引量：2

19

作者 郭兵兵 舒继森 潘洁晨 《煤炭技术》 CAS 2018年第8期187-189,共3页

研究边坡稳定性影响因素和破坏机理是滑坡有效治理的前提。以某露天矿东南帮近水平层状边坡为研究对象,分析了影响东南帮边坡稳定的主要因素,认为东南帮边坡滑动主要是由软弱层控制,可能的滑动模式有圆弧-顺层滑动模式和圆弧滑动模式,... 研究边坡稳定性影响因素和破坏机理是滑坡有效治理的前提。以某露天矿东南帮近水平层状边坡为研究对象,分析了影响东南帮边坡稳定的主要因素,认为东南帮边坡滑动主要是由软弱层控制,可能的滑动模式有圆弧-顺层滑动模式和圆弧滑动模式,东南帮边坡坡脚尚未开采的16#煤的支挡作用不容忽视。研究结论为后期稳定性分析和边坡治理提供了理论依据。 展开更多

关键词 露天矿 近水平岩层 边坡稳定 影响因素 破坏模式

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基于FLAC数值模拟的边坡稳定性分析 被引量：10

20

作者 张俊阳 舒继森 +1 位作者 郭兵兵 包建民 《露天采矿技术》 CAS 2008年第5期1-4,共4页

利用有限差分法,使用FLAC数值模拟软件来分析边坡稳定性。通过强度折减,当折减系数达到某一数值时,系统达到不稳定状态,边坡内一定幅值的总等效剪应变自坡底向坡顶贯通,认为边坡破坏。结合露天矿边坡实例,FLAC程序通过不断降低土体抗剪... 利用有限差分法,使用FLAC数值模拟软件来分析边坡稳定性。通过强度折减,当折减系数达到某一数值时,系统达到不稳定状态,边坡内一定幅值的总等效剪应变自坡底向坡顶贯通,认为边坡破坏。结合露天矿边坡实例,FLAC程序通过不断降低土体抗剪强度参数,使边坡达到破坏状态得到破坏滑动面,从而表明FLAC强度折减法适用于露天矿开挖边坡的稳定性分析。 展开更多

关键词 边坡稳定性分析 强度折减法 FLAC 数值模拟

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