采矿与安全工程学报 ›› 2025, Vol. 42 ›› Issue (6): 1455-1466.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2024.0111
孙闯,樊佳康,金淳哲,陶泽
摘要： 我国露天煤矿在开采过程中受岩体结构、岩体蠕变和地下水渗流等多种因素影响,边坡经常发生局部变形、垮塌及滑坡,露天矿高陡边坡稳定性问题一直是岩土工程的重难点。为分析渗流作用下露天矿高陡边坡时效变形特性与演化规律、预测边坡稳定性,以抚顺西露天矿北帮边坡为研究对象,通过室内试验揭示北帮弱层泥岩试样力学特性与蠕变特性。以伯格斯模型为基础,引入基于Mohr-Coulomb的应变软化非线性塑性元件,将二者串联构建了NBSS泥岩蠕变损伤模型,并采用离散元方法验证了模型的适用性。基于离散元UDEC数值模拟软件，建立北帮边坡精细化数值模型,考虑岩体蠕变和裂隙渗流,模拟北帮边坡在渗流作用影响下的时效变形及演化规律。研究表明:NBSS蠕变损伤模型与室内试验曲线基本吻合,可以较好地反映泥岩蠕变特性;渗流作用与时间效应影响下,边坡逐步向非稳定状态发展,边坡滑移面基本形成,坡体后缘产生张拉裂隙,坡体整体遭受倾覆力矩作用,表现为压缩-倾倒变形机制;渗流作用下边坡时效变形的最大位移在坡脚处,由于下方土体滑移与断层影响,坡顶处也出现不同程度的沉降。模拟结果与现场地质雷达监测结果相符,验证了模拟结论的正确性。
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