长期渗水所致水位升高对露天矿边坡岩体状态的影响研究

为研究渗水导致露天矿坑内水位升高过程中，边坡岩体状态的变化特征，通过设置模拟场景并分析结果来确定岩体状态变化及其原因。分析了水位升高对边坡岩体可能造成的影响。根据矿区实际情况设置水位由-380 m升至20 m的9个均分模拟阶段，获得了每个阶段平衡时的岩体塑性区、位移和主应力情况，进而分析水位升高过程中的岩体状态变化。结果表明：水位升高对边坡岩体的塑性区影响最大，位移其次，主应力影响很小；水位上升使大高差边坡坡面的拉塑性区和位移增加；浸没岩体滑坡是下部滑坡体拖拽造成的；小高差边坡岩体水位升高过程中塑性区变化复杂，但对主应力的影响很小。研究可为露天矿长期渗水导致水位升高带来的灾害提供分析对照。     

基于改进的PSO‑BP神经网络的边坡稳定性研究∗

边坡稳定性研究对于重大地质灾害防治极其重要，但由于影响边坡稳定性的因素具有非线性、多样性以及模糊性等特征，边坡稳定性分析一直是地质灾害防治领域的热难点问题。已有研究表明神经网络预测模型可有效应用边坡稳定性分析，但同时存在预测精度低、鲁棒性差、收敛速度慢等缺点。为改善上述问题，在粒子群算法优化的 BP 神经网络（简称 PSO?BP 神经网络）算法基础上提出一种改进的边坡稳定性预测模型。该模型以容重、内聚力、内摩擦角、边坡角、高度、孔隙压力比作为输入参数，以安全系数作为输出参数。通过借鉴遗传算法中的变异思想来提升模型全局寻优的能力，利用能量函数负梯度下降原理提高模型的收敛速度。将所收集到百余条边坡数据进行数据清洗，最终得到 80 条高质量边坡数据，随机选取其中的 50 条边坡数据作为模型的试验数据。最后采用十折交叉验证的方法对模型的准确性进行验证，并在多维度与其余边坡稳定性神经网络预测模型进行对比分析。结果表明：①该模型相比于其余模型收敛速度、准确率、鲁棒性均有明显提高；②将 K 折交叉验证应用在小样本数据下的边坡稳定性神经网络预测模型，可有效避免结果的偶然性。③该模型的预测误差仅为 4.31%，满足工程精度需求，可在实际工程中为边坡稳定性分析与灾害防治提供参考。     

云南省石屏县新发寨边坡稳定性分析

云南省石屏县新发寨特大桥小桩号桥台边坡的稳定性对大桥工程和湾子田村具有重要影响。为了全面分析其稳定性，采用有限元软件MIDAS/GTS NX建立数值模型，分别在自然、暴雨和地震3种工况下进行了计算和分析。结果表明，在自然工况下，该边坡处于基本稳定状态，在暴雨和地震工况下，该边坡处于欠稳定状态。采用预应力锚杆支护体系进行支护后，该边坡在3种工况下安全系数均大于1.3，且滑移面贯通趋势得到控制，边坡处于稳定状态，采用此种支护方式有效地保障了大桥工程和人民生命财产的安全。     

基于多维联系云模型的公路边坡施工安全风险评估

为有效规避山区公路边坡施工事故造成的损失，实现施工过程中风险的分级管理和有效防控，根据广西某公路边坡施工中的风险辨识和现行的边坡施工风险评估指标，建立了山区公路边坡施工安全风险评估指标体系和风险等级标准。首先，通过序关系分析法(Order Relation Analysis Method, G1法)和改进CRITIC(Criteria Importance Though Intercrieria Correlation)法确定边坡施工风险各评估指标的主观权重和客观权重，并使用博弈论优化以得到各评价指标的最优权重。然后，利用集对分析的同异反原理改进多维云模型的云联系度，建立了基于集对分析的多维联系云模型。最后将该模型应用于广西某公路的6个施工边坡，得出各边坡施工的风险等级，同时将风险评估结果与其他5种评价方法进行对比。结果表明，基于多维联系云模型的边坡施工安全风险评估结果有效可靠，且能够有效确定边坡施工安全风险的转化态势。     

地震作用下某露天砂岩矿边坡稳定性分析

针对川西南地区地震频发的特点，以某砂岩矿均质边坡为工程背景，在该矿区进行实地取样，开展室内单轴抗压强度试验，采用适合小样本数据的Bootstrape法确定岩体强度；利用有限差分软件分析该砂岩矿边坡在单向水平地震作用下的动力响应规律，采用强度折减动力分析法分析不同折减系数下的塑性区分布状态、关键点位移的变化趋势以综合判断边坡的稳定性，得到在3种地震波形下的边坡稳定性系数。结果表明，在同一震级下，采用强度折减动力分析法所得到的稳定性系数较拟静力法增大12%。研究结果可为类似边坡工程地震工况下的稳定性分析提供参考借鉴。     

三峡库区棺木岭危岩体涌浪风险防控研究∗

三峡库区棺木岭危岩体基座岩体强烈劣化，稳定性持续下降，潜在涌浪灾害严重威胁九畹溪漂流景区和长江航道的安全。本文围绕棺木岭危岩体涌浪风险防控问题，开展了基于流固耦合数值模拟的危岩体涌浪危险性评估和涉水危岩体防治设计，研究表明：在景区旺季的 145 m 水位工况下，棺木岭危岩体失稳可能产生的涌浪最大高度约为 19.2 m，在对岸九畹溪旅游码头最大爬坡高度约 15.1 m，长江干流最大涌浪爬高约 1.6 m，严重威胁约 15 km 的九畹溪航道和长江航道安全。针对危岩体处于偏心受压状态和消落区基座岩体劣化情况，对其下部凹腔进行“模袋砼围堰+岩腔填充”的工程防治设计，使得棺木岭危岩体稳定性系数从 1.3 提升至 2.6。本次研究直接指导了棺木岭危岩体防治工程，可为库区其他涉水危岩体涌浪风险防控提供借鉴。     

考虑岩石蠕变与损伤的直立层状边坡倾倒模型

倾倒破坏是直立层状岩质边坡失稳破坏的模式之一,目前仅研究了岩石分别为线弹性体、损伤体或蠕变体时在自重作用下边坡倾倒临界高度的计算方法,而实际工程中,岩体则往往同时具有损伤及蠕变特性。为此,针对软岩中同时存在的损伤与蠕变特性,在经典欧拉压杆模型的基础上分别假定岩石为Maxwell蠕变体、基于Weibull分布的统计损伤体及损伤与蠕变共存的复合体等三种模型,获得了相应的边坡倾倒临界高度计算方法,并讨论了相关参数对计算结果的影响。研究结果表明,在直立层状边坡倾倒计算中,应同时考虑细观损伤与蠕变对计算结果的影响,当考虑岩石蠕变性时,边坡倾倒临界高度随时间增加近似呈指数规律下降。     

高海拔剧烈干湿循环在役排土场安全状态评价

为揭示剧烈干湿循环作用对高海拔地区石灰石排土场边坡安全状态的影响，针对高海拔矿区水泥用石灰岩矿区1号、2号在役石灰石排土场边坡，基于非饱和-饱和渗流理论，引入非饱和土抗剪强度方程、基质吸力分布规律方程，开展数值计算，研究剧烈干湿循环下非饱和-饱和渗流场的演化特征并对排土场边坡进行安全状态评价。研究结果表明：在干湿循环作用下，石灰石排土场边坡表层土体由非饱和状态向饱和状态转变；随干湿循环次数增加，石灰石排土场边坡最大竖向位移持续增加，数值计算边坡最大累积竖向位移值与实际监测值较为吻合；石灰石排土场边坡安全系数随干湿循环次数增加而持续衰减；石灰石在役排土场边坡在剧烈干湿循环作用下处于稳定状态。     

鸡冠咀矿区岩体力学参数的确定及数值模拟反演分析

岩体力学参数作为矿井工程设计和施工的基础和依据，其选取的合理性对于预测矿山稳定性及后续支护都有重要意义。以鸡冠咀矿山巷道为主要研究对象，在室内外试验既得数据的基础上，根据正交试验与拉格朗日差分法(FLAC^3D),计算模拟出不同组合下的巷道变形，并开展水平极差分析确定各参数对巷道沉降影响的显著性，最后进行参数反演得出其力学响应规律。结果表明：内摩擦角、弹性模量和黏聚力对巷道围岩变形的影响依次减弱；采空区底板的上浮位移、浅部岩体的下沉位移均随开采深度增加逐步增大。