露大米自厂孜不 ２０１２年第４期 ・５９・ 基于ＦＬＡＣ３Ｄ的边坡变形破坏机理数值模拟研究 艾兴 （煤炭科学研究总院沈阳研究院，辽宁抚顺１１３１２２） 摘要：掌握边坡变形破坏机理是制定合理滑坡防治措施的前提和基础。文章结合工程实例，采用大型 岩土工程软件ＦＬＡＣ３Ｄ对边坡稳定性进行数值模拟研究，确定了潜在滑坡模式，探讨了边坡岩体的应力分布、 位移分布及变形破坏特征，进而明确了变形破坏机理。研究成果表明了ＦＡＬＣ∞在边坡稳定性分析方面的适 用性。 关键词：ＦＬＡＣ∞；边坡稳定性；变形破坏机理；数值模拟 中图分类号：ＴＤ ８２４．７＋１ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１６７１—９８１６（２０１２）０４—００５９—０３ 对于边坡稳定性的研究已有１００余年的历史， 目前广泛采用刚体极限平衡法。但由于传统的刚体 极限平衡理论没有考虑岩土体内部的应力应变关 系，无法分析边坡破坏的发生和发展过程，无法考虑 图１ 黑岱沟露天矿选煤厂排矸场排弃现状平面图 变形及地形变化对边坡稳定性的影响。随着计算机 技术的飞速发展，近年来数值模拟技术得到了广泛 应用，若边坡分析需要考虑应力变形时，一般需结合 数值模拟进行研究ｔ”。本文只在采用ＦＬＡＣ∞，结合工 程实例，对边坡稳定性及其变形破坏机理进行了数 ３ ＦＬＡＣ∞简介 ＦＬＡＣｓｏ是由美国Ｉｔａｓｃａ公司开发的有限差分软 件，在解决岩土工程问题上具有很大的优越性，是求 解岩土工程问题的最理想工具之一【”。考虑到排矸场 值模拟研究，为合理防治措施的制定提供依据。 ２工程概况 边坡稳定主要涉及到的材料为岩土，他们都是松散 状和粘结状的粒状散体材料，因此本文采用Ｍｏｈｒ— Ｃｏｕｌｕｍｂ塑性模型进行模拟计算。 关于破坏准￣ｌＪ［２１，对于土和受静水压力不太大的 岩土体，可假定其Ｍｏｈｒ的包络线为直线，这时 Ｍｏｈｒ—Ｃｏｕｌｕｍｂ屈服条件可以表示为： 某排矸场物料排弃方式为自然堆积，由６～７个 台阶构成，为典型的多台阶堆填土边坡，最上一个台 阶标高１ ２８８ ｉｎ，总高度达１００余米。按工程地质特 征可将排矸场岩土层自上而下划分为：排弃物料，第 四系粉土层，第四系粘土层，第四系砂砾层，风化基 底层。图１为该矿选煤厂排矸场现状断面图。各层岩 土物理力学指标采用值列于表１中。 表１ 排矸场岩土物理力学综合指标推荐值 Ｉ Ｉ＝ｃ＋（一ｏ＇）ｔａｎ￣ｐ 式中 为岩石的内摩擦角，ｃ为粘结力。 （１） ＦＬＡＣ 。在求解边坡的稳定系数时［３１，将岩土材 料的抗剪强度ｃ、 值同时除以一个折减系数 ，得 到一组新的抗剪强度值ｃ 、 ，将其作为新的力学参 数带入进行试算，当边坡土体符合给定的临界破坏 状态判定条件时，所对应的折减系数 被称为边 坡的最小稳定系数 。 ４排矸场稳定性数值模拟 收稿日期：２０１２—０４—２７ ４．１排矸场稳定性数值模拟模型 作者简介：艾院沈阳研究院。 兴（１９７７一），男，２００２年毕业于辽宁工程 依据现场实际情况及对排矸场的初步分析建立 数值模拟模型。考虑到计算时应同时满足精度要求 技术大学采矿工程专业，工程师，现工作于煤炭科学研究总 及速度要求，并结合现场实际条件，将数值模型共划
