凍融循環(huán)作用下某露天礦邊坡穩(wěn)定性研究.pdf

1、本文以青海木里露天煤礦邊坡的穩(wěn)定性的影響因素分析和穩(wěn)定性評價為最終目的。首先對圓柱巖樣進(jìn)行低溫凍融試驗?zāi)M，確定出適用于FLAC3D的水冰相變簡化算法和凍融循環(huán)下的三場耦合算法，并對算法進(jìn)行了驗證；然后對理想邊坡模型，基于屈服應(yīng)變提出相對安全系數(shù)的概念，并以此研究了凍融循環(huán)作用下邊坡穩(wěn)定性影響因素；最后對青海木里露天煤礦邊坡典型開挖斷面進(jìn)行了穩(wěn)定性分析與評價。主要結(jié)論如下：
　　（1）根據(jù)水冰相變能量階段劃分及含相變能量守恒平衡方

2、程，將相變能量項用比熱項代換，依據(jù)相變時單元溫度不變，確定出水冰相變簡化算法。對“熱流耦合”“熱力耦合”“流固耦合”進(jìn)行串并聯(lián)，并將其應(yīng)用于一次凍脹模擬，對不同算法方案進(jìn)行低溫單軸壓縮試驗和三場規(guī)律對比，確定出“熱流力三場單開順次串聯(lián)”的三場耦合算法。通過一次凍脹、一次凍融、凍融循環(huán)試驗，對所確定的“含相變低溫凍融循環(huán)三場耦合算法”進(jìn)行了驗證。
　?。?）在凍融循環(huán)下，應(yīng)用含相變的三場耦合算法，采用理想邊坡模型，對“Z型”和“V型

3、”溫度邊界的邊坡三場變化規(guī)律進(jìn)行了對比研究。根據(jù)巖樣屈服應(yīng)變提出相對安全系數(shù)概念，并以此為基準(zhǔn)，對邊坡穩(wěn)定性影響因素進(jìn)行分析。結(jié)果表明，凍融循環(huán)次數(shù)和水分遷移是凍融循環(huán)下影響邊坡穩(wěn)定性最主要的兩個因素。
　?。?）以木里露天煤礦邊坡典型開挖斷面為對象，通過含相變的三場耦合程序，對其進(jìn)行凍融循環(huán)下的邊坡穩(wěn)定性分析與評價。結(jié)果表明，在一次凍融中10-11月為最危險月份，經(jīng)過13次凍融循環(huán)，邊坡將有破壞趨勢。且此時邊坡整體與局部相對安全