考虑水平地应力作用的边坡三维极限平衡法研究

采矿与安全工程学报 ›› 2015, Vol. 32 ›› Issue (4): 683-688.

考虑水平地应力作用的边坡三维极限平衡法研究

北京科技大学土木与环境工程学院，北京 100083

收稿日期:2013-09-14 出版日期:2015-07-15 发布日期:2019-09-02
作者简介:谭文辉(1969—)，女，湖南省浏阳市人，博士，副教授，从事边坡稳定性方面的研究。
基金资助:
国家自然科学基金项目(51034001)；教育部留学回国人员科研启动基金项目

Three-dimensional limit equilibrium method for slopes under horizontal geo-stress

Received:2013-09-14 Online:2015-07-15 Published:2019-09-02

摘要/Abstract

摘要： 随着露天矿山开采深度的不断增加，地应力成为影响边坡稳定性的重要因素。基于改进的 Spencer 法，推导并建立了考虑水平地应力作用的边坡三维极限平衡计算公式和程序，以首铁水厂铁矿边坡为例进行了应用分析，并与基于强度折减法的FLAC3D 数值分析结果和现场监测结果进行了对比研究。研究表明：无论是边坡三维极限平衡分析还是数值模拟，考虑水平地应力作用得到的安全系数都比不考虑水平地应力作用得到的安全系数小，得出的边坡临界滑体尺寸偏大；数值模拟中，考虑地应力作用时得到的位移与边坡现场监测位移更为接近。因此，在深凹高陡边坡稳定性分析中必须考虑地应力的影响。

关键词: 边坡稳定性, 地应力, 三维极限平衡方法, 安全系数, 数值模拟

Abstract: With the increase of excavation depth in open-pit mines, in-situ stress becomes an important factor affecting slope stability. Based on improved Spencer method, the formulas and program of three-dimensional LEM under horizontal geo-stress have been established and used in the slope of Shuichang open-pit mine. The numerical simulation results, using FLAC3D based on strength reduction method and the in-situ monitoring data of the slope, have been used to compare with the results of LEM. Studies show that the factors of safety under horizontal geo-stress by LEM and numerical simulation method are smaller than that without geo-stress, but the slip masses are bigger. Displacements under horizontal geo-stress gotten by numerical simulation are closer to the values from field monitoring. Therefore, the impact of geo-stress must be considered for stability analysis on deep-concave slopes.

Key words: slope stability, geo-stress, three-dimensional limit equilibrium method, factor of safety, numerical simulation

谭文辉，孙中华，李聪聪，李宁. 考虑水平地应力作用的边坡三维极限平衡法研究[J]. 采矿与安全工程学报, 2015, 32(4): 683-688.

TAN Wenhui，SUN Zhonghua，LI Congcong，LI Ning. Three-dimensional limit equilibrium method for slopes under horizontal geo-stress[J]. Journal of Mining & Safety Engineering, 2015, 32(4): 683-688.

[1]	潘卫东，姜鹏，许延春，李江华. 薄基岩近距离煤层开采“水-岩”致灾演变模型及规律研究[J]. 采矿与安全工程学报, 2020, 37(3): 543-552.
[2]	蒋威，鞠文君，汪占领，张镇. 厚硬基本顶综放沿空巷道受载变形机制研究[J]. 采矿与安全工程学报, 2020, 37(2): 319-326.
[3]	张俊文，宋治祥. 深部砂岩三轴加卸载力学响应及其破坏特征[J]. 采矿与安全工程学报, 2020, 37(2): 409-418.
[4]	谭云亮，范德源，刘学生，李先锋，马庆，王洪磊，范文昌. 煤矿超大断面硐室判别方法及其工程特征[J]. 采矿与安全工程学报, 2020, 37(1): 23-31.
[5]	郭广礼，郭凯凯，张国建，李怀展，胡绍豪. 深部带状充填开采复合承载体变形特征研究[J]. 采矿与安全工程学报, 2020, 37(1): 101-109.
[6]	张悦刊，曹井振，刘培坤，李晓宇，杨兴华，王辉. 具有W型反射盘的新型干扰床分级机性能分析[J]. 采矿与安全工程学报, 2020, 37(1): 207-214.
[7]	吕可，王金安，李鹏波. 冲击地压巷道周边动力放大效应及支护参数调控策略[J]. 采矿与安全工程学报, 2019, 36(6): 1168-1177.
[8]	宋卫华，邸春雷，闫万俊，邓兆睿. 大断面矩形巷道过陷落柱构造带支护技术[J]. 采矿与安全工程学报, 2019, 36(6): 1178-1185.
[9]	王炯，姜健，张正俊，高韧，刘帅. 星村矿深部采区地应力分布特征及与地质构造关系研究[J]. 采矿与安全工程学报, 2019, 36(6): 1240-1246.
[10]	曹帅，薛改利，宋卫东,. 组合胶结充填体力学特性试验与应用研究[J]. 采矿与安全工程学报, 2019, 36(3): 601-608.
[11]	汪伟，罗周全，秦亚光，向军. 深孔落矿破顶层厚度综合确定方法及应用[J]. 采矿与安全工程学报, 2019, 36(1): 65-71.
[12]	郭玉，郑西贵，郭罡业，赵启峰，周伟，安铁梁. 近距离跨采软岩巷道围岩变形破坏控制研究[J]. 采矿与安全工程学报, 2018, 35(6): 1142-1149.
[13]	刘志刚，曹安业，井广成. 煤体卸压爆破参数正交试验优化设计研究[J]. 采矿与安全工程学报, 2018, 35(5): 931-939.
[14]	王志强，王朋飞，仲启尧，赵景礼. 极近距煤层(群)间夹矸层处理与利用[J]. 采矿与安全工程学报, 2018, 35(5): 960-969.
[15]	刘艳章，刘永涛，吴恩桥，叶义成，潘世华，陈小强，邹晓甜，张奎. 考虑边坡稳定性的露天转地下开采隔离层厚度指标函数分析法[J]. 采矿与安全工程学报, 2018, 35(5): 1005-1013.