[发明专利]一种露天矿边坡在地震中稳定性的分析方法

摘要

一种露天矿边坡在地震中稳定性的分析方法，属采矿安全工程技术领域。采用PFC3D建模，按照以下步骤进行：（1）颗粒半径的确定，（2）模型边界的确定，（3）平行不整合的构建，（4）边坡模型构建，（5）地震的施加，（6）模拟结果分析，模拟过程中露天矿边坡内部结构变形和露天矿边坡内颗粒位移矢量。本发明可用于在不同地震加速度情况下，边坡内各部分岩体变形和稳定性的确定。

主权项

1.一种露天矿边坡在地震中稳定性的分析方法，采用PFC3D建模，其特征在于按照以下步骤进行：（1）颗粒半径的确定，将颗粒(ball)半径设为0.8~1.2m的正太分布；煤层颗粒(ball)半径设为0.5~1m的正太分布；（2）模型边界的确定，考虑到泥岩和砂质页岩在矿场地平面以下，且在煤层以下，煤的自燃对这两层岩体的影响较小，所以模型的下边界定为煤层与泥岩的交界面；（3）平行不整合的构建，使用颗粒流的PFC3D进行模拟，使用FISH语言，根据地质调查的不同岩层剖面接触线的实际线形对模型接触面进行修正；将实际线形根据模型建立的坐标系拟合成函数曲线，遍历规定范围内的颗粒(ball)，判断ball的坐标；如果对下层岩体进行处理，那么在该曲线下的ball保留，曲线上的岩体进行删除，从而形成平行不整合效果；（4）边坡模型构建，为了更好的显示在震动过程中模型内部颗粒的运动情况，对模型在竖直方向和水平方向进行标记，水平方向标记开始于y=50m，宽度5m，间隔27m，标号H1~H4；竖直方向标记开始于x=-190m，宽度5m，间隔40m，Z1~Z7；（5）地震的施加，假设基岩及地面以下的岩体是随着地层一起震动的，是上覆岩层的震动原因，所以将震动波施加于基岩及地面以下的岩体，岩体范围；地震震动波的峰值加速度分别为0.1g、0.2g、0.4g、0.6g，频率为5Hz，震动时间为20s,1-10s为加速度增加阶段，10-15s为峰值阶段，15-20s为加速度减小阶段；（6）模拟结果分析，确定模拟过程中露天矿边坡内部结构变形和露天矿边坡内颗粒位移矢量。