为了评价某山坡露天矿边坡的稳定性,应用有限差分强度折减法,对该矿山人工边坡的稳定性进行了计算分析,并与传统的极限平衡法的计算结果进行了对比。结果表明,由于有限差分强度折减法克服了极限平衡法未能考虑材料本构关系的不足,因而更能实际的模拟边坡计算模型,更客观的分析边坡的稳定状态,求得的边坡安全系数更为合理。

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采矿技术

第1 1卷

第 4期

2 1年 7月 01J l 01 uy 2 1

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基于强度折减法的边坡稳定性分析李朝晖陈建平马艳玲，,( .西铜业集团公司武山铜矿，江西九江市 1江 320 2江西理工大学 324; . 3 10 ) 400资源与环境工程学院，江西赣州市 摘

要：了评价某山坡露天矿边坡的稳定性，用有限差分强度折减法，该矿山人工为应对

边坡的稳定性进行了计算分析，并与传统的极限平衡法的计算结果进行了对比。结果表明，于有限差分强度折减法克服了极限平衡法未能考虑材料本构关系的不足，由因而更能实际的模拟边坡计算模型，客观的分析边坡的稳定状态，更求得的边坡安全系数更为合理。

关键词：边坡稳定性；限差分；有强度折减法；安全系数

0引言 某矿露天采场扩采范围地平标高为+13一 0

差分法已经被证明具有与有限元法同样准确的计算结果¨。同时该方法能较好地模拟岩土材料在达 j到强度极限或屈服极限时发生塑性流动的力学行

十 0设计坑底最低标高为+ 0上口封闭圈 30m, 13m,标高+ 3最终设计边坡角 5。最终边坡高度 15m, 4,10m。在目前扩帮工程中，4平台以上揭露出 9 2 5m软岩规模较大，长 2k左右，向东西，向北西延 m走倾转正北，角 5。右，部分岩体极不稳定，矽倾 0左该有

为，比A S S对 N Y等多场耦合有限元软件，L C更加 FA适用于分析渐进破坏、失稳和模拟大变形问题，软件提供针对岩土体和支护体系的各种本构模型和结构单元，突出了 F A更 L C的“专业”特性，因此在国际岩体工程界非常流行。目前强度折减法已被证实是一种有效求解边坡稳定性系数的方法 J且物理意义明确，定义安，即

化破碎现象，虽然断层倾向和边坡倾向相反，但该部分岩体在雨水较多时遇水软化易失稳，成上部造 202 5m平台( 6,8已到设计最终边坡位置 )边坡部分失稳滑坡，严重影响

下部平台作业安全和开采进度。

全系数为岩土体的实际抗剪强度与与邻近破坏时的折减后剪切强度的比值。其基本原理是将岩土体强度指标 c值同时除以一个折减系数 F:、c l= c F/ tn(=tnq/ a# a￣F

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由于该边坡岩体工程地质特性复杂，在扩帮过程中 存在滑坡、崩落等较为严重的地质灾害的可能性，对安全施工和生产带来了严重威胁。借助 F A有 L C(限差分法 )件，用强度折减法对该矿山边坡的软应稳定性进行了计算和分析，与极限平衡法的计算并

然后再将折减后的 c、值作为材料新的参数 进行数值计算，不断的循环折减后，当边坡岩土体符合给定的临界破坏状态判定条件时，对应的 F称为边坡的最小安全系数。 边坡稳定性作为岩土工程领域的一个热点研究

结果进行对比，评价及预测扩帮过程中永久边坡与过渡边坡可能发生的地质灾害，以指导现场施工。

1 FA L C强度折减法简介三维快速拉格朗日法 ( L C)一种基于三维 FA是

课题，人们通常采用安全系数来评价其稳定性状态。 因其原理简单同时物理意义明确，至今仍为边坡稳定性分析中最重要的指标之一。严格说来，安全系 数是基于极限平衡法的一种评价指标，数值计算方法则是与极限平衡分析方法并行的一种分析方法，这两者本来是不存在交汇点，而基于数值模拟技然术的强度折减法的出现，变了这一局面，改强度折减法成为了联系着两种分析思想的纽带。

显式有限差分方法的数值分析方法，其分析软件主要用于模拟岩土或其他材料的三维力学特性。显式有限差分法的特点在于数值计算中无需像有限单元法一样将每个单元组装成庞大的总刚度矩

阵，其计算速度快，存储量小，不存在计算收敛性问题。目前，连续介质力学问题的范畴内，式有限在显