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边坡稳定性分析的弹塑性有限元模型及应用

乔金丽  
【摘要】:本文针对高陡岩石边坡稳定性分析,建立了边坡稳定性分析的弹塑性有限元模型,并采用Drucker—Prager 屈服准则,运用ANSYS 软件作为计算分析工具,对厂坝露天矿高陡岩石边坡的稳定性进行了具体分析。 为了对比,本文在边坡的计算分析中考虑了以下两种情况: 1.含断层边坡在地下水和爆破动力作用下的稳定性。 2.不含断层边坡在地下水和爆破动力作用下的稳定性。 将上述两种情况与只考虑重力影响下的边坡稳定性进行了对比分析。结果表明,工程开挖后,边坡产生的位移、变形、应力、应变均符合一般规律,具体体现以下几方面: 1.位移场呈现出边坡的上部大,下部小。 2.应力场和应变场在边坡边界中下部和断层处有很明显的集中。 3.塑性应变在边坡的边界处及断层处很集中,尤其是在重力、地下水和爆破动力共同作用下的边坡在断层处发生了很明显的塑性应变,几乎有贯通现象。 本文利用强度折减有限元法计算出边坡的安全系数,通过比较得到以下结论: 1.含断层的边坡与不含断层的边坡相比较,前者的安全系数比后者的安全系数要小,在相同的条件下,后者比前者整体上要稳定,说明断层的存在对于一个边坡本身的稳定性起着很重要的作用。 2.同一边坡在只考虑自重作用条件下的安全系数最大,在爆破动力影响下的稳定安全系数次之,在考虑爆破动力和地下水综合影响下的安全系数最小,其结果说明地下水和生产爆破动力对边坡的稳定性影响较大,是不容忽视的客观影响因素。 根据计算分析结果可以预测:厂坝露天矿在持续的开采过程中,仍可能会出现局部滑坡现象,因而在安全生产管理过程中,边坡岩体的变形监测极为重要,尤其对断层附近边坡岩体的监测更要引起高度重视。


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