下载文档原格式
ANSYS稳定性分析ANSYS稳定性分析是一种通过模拟和计算来评估系统或结构在特定条件下的稳定性能力的工程方法。
在工程实践中，稳定性分析是一个非常重要的方面，它可以用来评估各种系统或结构在不同条件下的安全性和可靠性。
通过稳定性分析，工程师可以确定系统或结构在正常操作或受到外界干扰时是否能保持稳定，从而提前预测和解决潜在的问题。
ANSYS是一种基于有限元方法的工程仿真软件，可以用来进行各种稳定性分析。
ANSYS提供了强大的模拟和计算工具，可以模拟各种条件下的物理行为和相互作用。
稳定性分析是ANSYS中的一个重要功能，它可以帮助工程师模拟和评估各种系统或结构在不同条件下的稳定性能力。
在进行ANSYS稳定性分析时，首先需要定义系统或结构的几何形状和材料属性。
然后，可以使用ANSYS提供的建模工具创建系统或结构的三维模型。
接下来，需要定义系统或结构的边界条件和加载情况，以便在仿真中考虑外部力和约束。
在模型准备好后，可以使用ANSYS中的求解器进行稳定性分析。
在稳定性分析中，常用的评估指标是系统或结构的临界载荷、屈曲点和相应的挠度或应变。
通过改变加载条件或模型参数，可以确定系统或结构的稳定临界点。
根据得到的结果，工程师可以判断系统或结构在特定条件下的稳定性和安全性，并采取相应的措施来提高系统或结构的稳定性能力。
ANSYS稳定性分析的一个典型应用是建筑结构的稳定性分析。
在建筑设计和施工中，稳定性是一个至关重要的因素。
通过使用ANSYS进行稳定性分析，工程师可以评估各种结构在不同条件下的稳定性和安全性。
在设计和施工过程中，可以通过稳定性分析来验证结构的可靠性，从而预防潜在的结构故障和灾害。
除了建筑结构，ANSYS稳定性分析还可以应用于其他领域，如航空航天、汽车工程、机械工程等。
在这些领域中，稳定性分析可以用来评估各种系统或结构在不同工况下的稳定性和安全性。
通过稳定性分析，工程师可以优化系统或结构的设计，提高其稳定性和可靠性。
露天采场边坡下空区群稳定性分析和治理摘要：为研究某露天矿南部空区对上部边坡的影响，利用Ansys进行数值计算，并采用强度折减法得到边坡安全系数和相应破坏类型，最后提出“采空区顶板崩落+坡脚位移监测”综合治理方案。
研究结果表明：治理前部分空区存在局部应力集中，采用综合治理方案后2#煤层和边坡坡角拉应力分布范围和拉应力值减小，12个月后边坡位移量趋于稳定。
关键词：空区群；边坡稳定；Ansys数值模拟；强度折减法；防治措施随着露天开采计划的推进，可能导致空区上部边坡垮塌或者滑坡，为此需对南部该部分空区群对南部边坡稳定性影响进行研究，以确保矿山安全生产。
空区群对边坡稳定性影响常用的研究方法包括极限平衡理论分析、数值模拟和相似实验，本文基于ansys软件对南部盘曲进行数值模拟计算，并结合强度折减理论对边坡安全系数进行计算，最后根据模拟结果为空区治理提供相应建议。
1建立有限元模型经由CAD to Ansys插件生成命令流，而后更改命令流获得高程点三维坐标，将所得高程点导入Surfer更改不合理高程点，获得矿区地表三维模型导出。
将所得曲面同Bigmap中矿区地形进行比较，并同技术员交流，确认无误后导出修改后的高程点，再导入Rhino生成曲面模型，并根据需求裁剪边界，导出为igs文件格式。
最后利用Ansys软件导入igs文件，生成地表三维曲面模型。
图1 地表三维曲面建模过程2稳定性数值计算及结果分析2.1 模拟结果分析2.1.1 拉应力分析某露天矿南部边坡下2#煤层和5#煤层各采空区拉应力分布图如图2所示，由图2(a)可知，2-3采空区东面围岩转角处存在应力集中现象，而底板受5#煤层和同水平煤层开采的影响，岩体存在一定的拉应力，最大拉应力为0.28MPa；2-1和2-2采空区由于空区面积和跨度较小、采场较为规则，因而应力集中现象相对较弱，采空区稳定性较好。
5-2、5-3和5-4三个采空区转角处应力集中现象较为显著，与2#煤层不同之处在于该煤层所在水平下方无开采扰动，即下层岩体应力重新分布情况不明显，因而5#煤层围岩相较于2#煤层拉应力分布范围减小。
露天煤矿含断层顺倾边坡渗流与稳定性分析一、研究背景和意义随着全球经济的快速发展，能源需求不断增长，煤炭作为主要能源来源之一，其在能源结构中的地位日益重要。
煤炭开采过程中产生的环境问题也日益凸显，其中露天煤矿的开采对生态环境造成的影响尤为严重。
露天煤矿作为一种非传统的采矿方式，其开采过程中的边坡稳定性问题尤为关键。
由于地质条件的变化和开采条件的限制，露天煤矿含断层顺倾边坡的渗流与稳定性问题越来越受到关注。
露天煤矿顺倾边坡的渗流与稳定性问题涉及到地质、工程、环境等多个领域，对于保障矿山安全生产、保护生态环境具有重要意义。
顺倾边坡的渗流与稳定性问题直接影响到矿山的生产效率和经济效益。
边坡失稳可能导致矿井生产中断，甚至引发严重的安全事故，给企业带来巨大的经济损失。
顺倾边坡的渗流与稳定性问题对周边生态环境产生影响，边坡失稳可能导致土壤侵蚀、水土流失等环境问题，破坏生态平衡，影响人民生活质量。
研究露天煤矿含断层顺倾边坡的渗流与稳定性问题，对于提高矿山安全生产水平、促进绿色发展具有重要的理论和实践价值。
1.1 研究背景随着煤炭资源的日益减少，露天煤矿作为一种重要的煤炭开采方式，在我国得到了广泛的应用。
露天煤矿在开采过程中往往伴随着地质条件的复杂性，如断层、顺倾边坡等。
这些地质条件对露天煤矿的稳定性和安全性产生了很大的影响。
研究露天煤矿含断层顺倾边坡渗流与稳定性问题，对于提高露天煤矿的开采效率和降低安全事故发生率具有重要意义。
随着我国经济的快速发展，煤炭需求量持续增长，煤炭开采行业面临着巨大的压力。
为了满足能源需求，我国不断加大对煤炭开采的投入，露天煤矿作为一种重要的煤炭开采方式得到了广泛应用。
露天煤矿在开采过程中往往伴随着地质条件的复杂性，如断层、顺倾边坡等。
这些地质条件对露天煤矿的稳定性和安全性产生了很大的影响。
研究露天煤矿含断层顺倾边坡渗流与稳定性问题，对于提高露天煤矿的开采效率和降低安全事故发生率具有重要意义。
边坡稳定性分析、问题描述边坡围岩分别选择3种材料，用强度折减法判断稳定性及安全系数。
、建模三、材料参数单元类型：PLANE82受力状态：平面应变Plain strain四、载荷1. 位移条件两侧边约束X方向位移，底边约束X、Y方向位移。
2. 受力条件重力10g/cm21NODESU五、结果分析1•收敛结果ANSYSR15XJJUN 28 Z01513:03:04丄塔丄』；；冷：忖:£ K :伴随强度折减系数的增加，边坡的塑性应变增大，塑性区也随之扩大，当塑性区发展成一个贯通区域，边坡就不稳定，此时求解也不收敛。
与此同时，边坡水平位移也变大。
因此, 主要通过观察后处理中边坡变形图、应力图、塑形区来判断稳定性与否。
2. F=1.0结果分析F=1.0时边坡变形图311^1KY5-€W —.0S3TMMH-.C5S*44 -.SLSil■“”戸呂0^36C"? ,0315^3 .eCSTgflAN SYSR15.0JUK 冲12：aa：Z4F=1.0时边坡X方向位移云图F=1.0时边坡X方向应力云图AN SYSR15.0JOE品p冨耶43 12：DO15Q T.[?SE-LEPFLE J JV悵V⑹MtSME --34&E-34M 强“阴.1&91-0< .2A0K-Q4 .HCS«-CI3»K-«& . ll&E-CH . I^lE-04 . E ECB-O^ . J：4fiE-CHF=1.0时边坡塑性变形云图此时边坡坡趾处有微小塑性应变，塑性区范围较小。
-.aiaifii-.osasi«r'.aitSi4fl ： ' _fi9-s27H -■frilJ*1! rd 如 9"卍财 Ml4片轴*ll«at边坡水平方向最大位移为116.21mm 。
3. F=1.2结果分析F=1.2时边坡变形图SOUL SDUJT IQN STEP*：SnE 7IlKt-： us ixmi MT5-C聊-ai«i.J1ZT 才9 WisHlMinF=1.2时边坡X 方向应力云图F=1.2时边坡塑性变形云图边坡塑性区进一步扩大，在边坡右侧边界出现塑性区。
基于 ANSYS 的露天矿坑岩质高边坡稳定分析张剑【摘要】This paper introduced the topography and rock characteristics of a open-air mine rock high slope,elaborated the deformation character-istics and reasons of landslide,using ANSYS finite element software made three-dimensional numerical simulation to the rock high slope,analyzed the slope stability,had great significance to research the geological conditions of slope stability.%介绍了某露天矿坑岩质高边坡的地形地貌及岩石特性，阐述了滑坡体的变形特征及原因，采用ANSYS有限元软件对该岩质高边坡进行了三维数值模拟，分析了边坡的稳定性，对研究同地质条件边坡的稳定性具有一定意义。
【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2016(000)006【总页数】2页(P72-72,73)【关键词】岩质高边坡;三维数值模拟;稳定性【作者】张剑【作者单位】辽宁有色勘察研究院，辽宁沈阳 110013【正文语种】中文【中图分类】TU413.62我国经济的快速发展极大的刺激了自然资源的开发与利用，由此形成的人工开采边坡给人们的生产生活带来了重大安全隐患，对边坡的治理势在必行。
由于开采边坡的岩体性质、地下水、地质构造作用、人类采矿活动等原因诱发的边坡失稳所造成的地质灾害，严重危及周边环境安全，甚至导致人员伤亡及巨大的经济损失；且这种危险性贯穿于露天矿的开采，甚至在闭坑后尤为突出。
所以，在露天矿开采及闭坑之后都对露天矿坑岩质高边坡进行稳定性评价，从而避免灾害的发生显得尤为必要。
世界有色金属 2023年 4月上40采矿工程M ining engineering露天矿开采过程中边坡稳定性分析李书敏（武汉荣璟工程有限公司，湖北 武汉 ４３００５０）摘 要：针对露天矿开采过程中边坡稳定性进行分析，提出了圆弧法、应力云图等边坡稳定性判断方式，解决了边坡稳定性分析难的问题，实现对边坡稳定性的精准辨识，确保边坡符合开采条件的要求。
基于边坡稳定性的研究成果表明：在稳定的边坡开采环境下，不仅可以提高作业安全性，还能够准确地控制边坡的规模，提高露天矿开采的规范程度。
研究成果可应用于露天矿边坡稳定性的判断，保证边坡稳定性控制的严格性，保障露天矿开采过程顺利进行。
关键词：露天矿；边坡；稳定性中图分类号：ＴＤ８０４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２３）０７－００４０－３Analysis of slope stability during open-pit mining processLI Shu-min（Ｗｕｈａｎ Ｒｏｎｇｊｉｎｇ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ．， Ｌｔｄ，Ｗｕｈａｎ ４３００５０，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｉｎ ｖｉｅｗ ｏｆ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｓｌｏｐｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｏｐｅｎ－ｐｉｔ ｍｉｎｉｎｇ， ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｐｒｏｐｏｓｅｓ ａｒｃ ｍｅｔｈｏｄ， ｓｔｒｅｓｓ ｎｅｐｈｏｇｒａｍ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｓｌｏｐｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｊｕｄｇｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄｓ， ｗｈｉｃｈ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ ｓｌｏｐｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ａｎａｌｙｓｉｓ， ａｃｈｉｅｖｅ ａｃｃｕｒａｔｅ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｌｏｐｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ， ａｎｄ ｅｎｓｕｒｅ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｌｏｐｅ ｍｅｅｔｓ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｍｉｎｉｎｇ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ． Ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｒｅｓｕｌｔｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｓｌｏｐｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｓｔａｂｌｅ ｓｌｏｐｅ ｍｉｎｉｎｇ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ， ｎｏｔ ｏｎｌｙ ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｓａｆｅｔｙ ｃａｎ ｂｅ ｉｍｐｒｏｖｅｄ， ｂｕｔ ａｌｓｏ ｔｈｅ ｓｃａｌｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓｌｏｐｅ ｃａｎ ｂｅ ａｃｃｕｒａｔｅｌｙ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ， ａｎｄ ｔｈｅ ｓｔａｎｄａｒｄ ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ ｏｐｅｎ ｐｉｔ ｍｉｎｉｎｇ ｃａｎ ｂｅ ｉｍｐｒｏｖｅｄ． Ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｒｅｓｕｌｔｓ ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｊｕｄｇｅ ｔｈｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｏｐｅｎ ｐｉｔ ｓｌｏｐｅ， ｅｎｓｕｒｅ ｔｈｅ ｓｔｒｉｃｔｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｌｏｐｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｃｏｎｔｒｏｌ， ａｎｄ ｅｎｓｕｒｅ ｔｈｅ ｓｍｏｏｔｈ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｏｐｅｎ ｐｉｔ ｍｉｎｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ．Keywords: ｏｐｅｎ ｐｉｔ ｍｉｎｅ； Ｓｌｏｐｅ； ｓｔａｂｉｌｉｔｙ收稿日期：２０２３－０２作者简介：李书敏，女，生于１９９１年，汉族，湖北黄石人，本科学士，工程师，研究方向：地质灾害危险性评估及勘察设计。
用ANSYS分析边坡稳定性提纲：第一章：绪论1.1 研究背景及意义1.2 国内外研究现状及进展1.3 研究内容和目的1.4 论文结构安排第二章：边坡稳定性分析方法及原理2.1 边坡稳定性分析方法概述2.2 常用边坡稳定分析软件简介2.3 复杂地形边坡分析方法2.4 常用岩土参数测定方法第三章：基岩边坡稳定性分析3.1 基岩边坡的稳定性分析3.2 基岩边坡的模型建立3.3 基岩边坡的计算第四章：典型边坡案例分析4.1 案例选取理由及数据来源4.2 案例基本情况介绍4.3 数值计算结果分析4.4 结果分析和比较第五章：结论与展望5.1 研究结论5.2 研究不足和未来研究方向5.3 工程实践中的应用5.4 论文总结与展望以上是一篇用ANSYS分析边坡稳定性的论文提纲，涵盖了绪论、边坡稳定性分析方法及原理、基岩边坡稳定性分析、典型边坡案例分析和结论与展望五个章节。
其中，绪论阐述了研究的背景、意义以及研究目的和内容，为后续的分析工作打下基础。
在边坡稳定性分析方法及原理章节中，详细介绍常用的边坡稳定分析方法和软件，以及复杂地形边坡分析方法和岩土参数测定方法。
第三章以基岩边坡为例，介绍了基岩边坡的稳定性分析及其模型建立和计算。
第四章选取典型边坡案例进行分析，对比结果，进一步验证本文方法的可行性。
最后，结论与展望章节总结了本文研究的结论和展望未来的研究方向，为工程实践提供参考。
第一章：绪论1.1 研究背景及意义在建设工程和地质灾害监测过程中，边坡是一种常见的岩土工程地质体。
针对边坡的稳定性分析，可以提前发现潜在的危险，掌握岩土地质构造，确定合适的工程措施和预防措施，有效保障人民生命和财产的安全，减少工程投入，推进工程建设。
因此，研究边坡的稳定性，对岩土工程领域的实践具有十分重要的实际意义。
1.2 国内外研究现状及进展近年来，岩土工程领域的研究在发展，已经出现了多种边坡稳定性分析方法。
数据智能算法在数据分析和识别矿井边坡稳定性方面得到了广泛应用，例如神经网络，支持向量机，粒子群优化算法。
用ANSYS有限元法分析边坡稳定性的思考发布时间：2021-07-08T07:42:19.893Z 来源：《防护工程》2021年7期作者：陈洁[导读] ：提出了ANSYS有限元法分析边坡稳定性的优点，使用ANSYS软件模拟典型天然边坡，为了提高仿真模拟的准确性和求解结果的准确度，提出在ANSYS软件中实体建模时在材料模型、几何模型和安全系数求解方面的思考。
针对实际边坡工程的ANSYS稳定性分析提出了一些问题和想法。
陈洁重庆交通大学河海学院重庆 400041摘要：提出了ANSYS有限元法分析边坡稳定性的优点，使用ANSYS软件模拟典型天然边坡，为了提高仿真模拟的准确性和求解结果的准确度，提出在ANSYS软件中实体建模时在材料模型、几何模型和安全系数求解方面的思考。
针对实际边坡工程的ANSYS稳定性分析提出了一些问题和想法。
关键词：边坡稳定；ANSYS；有限元1.ANSYS有限元法分析边坡稳定性的优点研究边坡稳定性问题可以大体分为极限平衡理论、室内模型研究和数值分析。
极限平衡理论不能考虑土体内部应力-应变的非线性关系，所求出的安全系数只能是假定滑落面的平均安全度。
求出的内力和反力不能代表实际产生的滑移变形的力，因此这个方法对于处理边坡稳定问题存在很大缺陷。
随着分析理论的不断完善，加之计算水平的不断发展，使有限元法有了越来越大的用武之地[1-2]。
用有限元研究边坡稳定性的优点如下：（1）破坏面的形状和位置不需要假定。
（2）有限元法有变形协调的本构关系。
（3）有限元法求解建议获得完整的应力、位移。
（4）有限元法可以考虑岩土体的不连续性，即非线性应力-应变。
2.ANSYS有限元法模拟边坡典型示例该边坡考虑弹性和塑性两种材料，边坡尺寸如图1所示。
图1边坡模型示意图计算模型为二维几何模型，模型先后建立了9个关键点、10条直线和3个面。
如图2所示。
图2 边坡网格模型示意图3.ANSYS实体建模中的思考尽管数值分析方法功能强大，但将其用于边坡稳定性分析现在也存在一些问题。
基于ANSYS有限元软件的边坡稳定性分析摘要：随着计算力学、计算数学、工程管理学与计算机科学的快速发展，数值模拟的技术随之变得越来越成熟。
本文使用ANSYS有限元软件来模拟边坡，运用强度折减法，分析凝聚力和内摩擦角对边坡安全系数的影响，获得相应的位移云图。
把安全系数作为判断边坡稳定性的一个重要的指标，从而及时地发现和避免可能发生的滑坡、崩塌等自然灾害，尽可能地降低人民生命和财产的损失。
关键词：边坡；稳定性；有限元软件；数值模拟；强度折减法引言边坡是指地壳表面具有侧向临空面的地质体，由坡面、坡顶与其下方一定深度的岩土体构成。
边坡存在于大量的工程中，包括但不限于铁路、公路和水利工程等。
近年来，滑坡，泥石流，山体崩塌等灾害时有发生，严重危害了人民的生命及财产安全，给人们的生活造成了重大的威胁，边坡稳定成为社会各界广泛关注的一个问题。
不仅如此，边坡是否稳定会严重影响工程的施工安全、运营安全和建设成本，因此，边坡的稳定性有分析研究的充分必要。
运用数值模拟的方法研究边坡稳定性最早使用的就是有限元法，也是现在最常用的数值模拟方法。
有限元法充分考虑了介质的变形特征，能够正确地反应边坡的受力状态。
既能考虑到边坡沿软弱结构面破坏，还能分析边坡的整体稳定破坏。
1ANSYS有限元软件简介FEA(Finite Element Analysis)是一种高效的，常用的计算方法，它是将连续的对象离散化成若干个有限大小的单元体的集合，从而求解连续体的力学问题。
ANSYS有限元软件包含多中有限元分析类型，从简单的线性静态分析到复杂的非线性动态分析都能够进行计算求解。
2参数选取及计算模型建立2.1 选取背景参数本次数值模拟以国内某矿边坡为对象，采用有限元软件ANSYS分析该边坡结构在不同力学参数条件下的应力应变情况，并判断其稳定性。
边坡的材料属性如表1所示。
2.2 建立计算模型对于边坡这种纵向比较长的实体，计算模型可简化成平面应变问题，即认为边坡所受的外力不随Z轴变化，其在外力作用下所发生的位移和应变都只在自身平面内。
第２７卷第３期辽宁工程技术大学学报（自然科学版）２００８年６月、，ｒ０１．２７Ｎｏ．３ＪｏｕｒｎａｌｏｆＬｉａｏｎｉｎｇＴｅｃｈｎｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ）Ｊｕｎ．２００８文章编号：１００８－０５６２（２００８）０３－０３４２－０４宝日希勒露天矿边坡稳定性的ＡＮＳＹＳ分析王熙忠（神华宝日希勒能源有限公司，内蒙古，呼伦贝尔市，０２１０２５）摘要：为了对宝日希勒露天矿边坡稳定性进行分析，结合宝日希勒露天矿边坡的实际问题，利用ＡＮＳＹＳ提供的非线性弹塑性模型，对边坡稳定性进行分析计算，得出了边坡内岩体应力变化规律，揭示宝日希勒露天矿采场、排土场滑坡机理，确定边坡变形破坏形式，从而为正确的和科学的评价边坡稳定性、优化确定边坡参数以及制定综合治理与控制方案等提供依据．关键词：露天矿；边坡稳定性；ＡＮＳＹＳ；有限元中图分类号：ＴＤ８５４文献标识码：ＡＡｎａｌｙｓｉｓｏｆｓｌｏｐｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆＢｏａｒｉｘｉｌｅＯｐｅｎ—ｐｉｔＭｉｎｅｗｉｔｈＡＮＳＹＳＷＡＮＧＸｉｚｈｏｎｇ（ＳｈｅｎｈｕａＢａｏｒｉｘｉｌｅＥｎｅｒｇｙＳｏｕｒｃｅＣｏ．Ｌｔｄ，ＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａＨｕｌｕｎｂｅｉｅｒ０２１０２５，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＩｎｏｒｄｅｒｔｏａｎａｌｙｓｅｔｈｅｓｌｏｐｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆＢｏａｒｉｘｉｌｅＯｐｅｎ—ｐｉｔＭｉｎｅ，ｃｏｍｂｉｎｉｎｇｗｉｔｈｔｈｅａｃｔｕａｌｐｒｏｂｌｅｍｏｆＢｏａｒｉｘｉｌｅＯｐｅｂ—ｐｉｔＭｉｎｅ，ｕｓｉｎｇｔｈｅｎｏｎｌｉｎｅａｒｐｌａｓｔｉｃｉｔｙｍｏｄｅｌｏｆｆｅｒｅｄｂｙＡＮＳＹＳ，ｓｌｏｐｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｉｓａｎａｌｙｚｅｄ，ｏｂｔａｉｎｉｎｇｔｈｅｃｈａｎｇｅｌａｗｏｆｔｈｅｓｌｉｐｒｏｃｋ，ｒｅｖｅａｌｉｎｇｔｈｅｓｌｏｐｅｆａｉｌｕｒｅｍｅｃｈａｎｉｓｍａｎｄｄｅｔｅｒｍｉｎｅｔｈｅｄｅｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｆｏｒｍｏｆｔｈｅｓｌｏｐｅ．Ｉｔｏｆｆｅｒｓｔｈｅｂａｓｉｓｆｏｒｅｖａｌｕａｔｉｎｇｃｏｒｒｅｃｔｌｙｓｌｏｐｅｓｔａｂｉｌｉｔｙ，ｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇｓｌｏｐｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｏｐｅｎ—ｐｉｔｍｉｎｅ；ｓｌｏｐｅｓｔａｂｉＵｔｙ；ＡＮＳＹＳ；ｆ＇ｍｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔ引言有限元法是目前已广为应用的岩土工程与结构分析的有力工具，该法是把一个实际的结构物或连续体用一种由多个彼此相联系的单元体所组成的近似等价物理模型来代替。
通过结构及连续体力学的基本原理及单元的物理特性建立起表征力和位移关系的方程组。
解方程组求其基本未知物理量，并由此求得各单元的应力、应变以及其他辅助量值。
有限元法按其所选未知量的类型，即以节点位移作为基本未知量，还是以节点力作为基本未知量，或二者皆有，可分为位移型、平衡型和混合型的有限元法。
由于位移型有限元法在计算机上更易实现复杂问题的系统化，且便于电算求解，更易推广到非线形和动力效应等其他方面。
所以，位移型有限元法比其他类型的有限元法应用更为广泛。
ＡＮＳＹＳ提供了岩土介质弹塑性非线性模型。
当作用在斜坡岩土体上的载荷超过一定的量级时，尤其当岩土体性质较软弱时，介质都会产生不同程度的不可恢复的塑性变形。
由于塑性变形的出现，从而使得岩上体的应力（盯）一应变∽关系通常表现为非线性性状，这就是弹塑性非线性。
根据岩体力学测试结果，我们建立了典型岩类的非线性应力一应变关系，即弹塑本构模型。
再将非线形的应力一应变关系分成若干荷载增量段，然后，在每一个段内用多次的线弹胜迭代末解逼近非线形解，求得真实位移，从而求出单元的应变与应力，最后累加求得各级荷载作用下的最终应力与应变【ｌ弓】。
１宝日希勒露天煤矿边坡概况Ｈ。
５】宝日希勒露天矿１９９８年９月开始建设，２００１年４月投产，随着生产规模的不断扩大，采场、排土场边坡稳定性问题日益突出，同时随着矿山工程的发展逐步由外排过渡到内排，排土场的稳定与否直接影响矿山正常生产。
宝日希勒露天矿采场边坡主要由腐植土、砂质粘土、砾岩、砾岩砂岩、粉砂岩等组成，属典型的软岩边坡，各种岩石的力学指收稿日期：２００６－１０－２２基金项目：国家自然科学基金重点资助项目（５０４３３４０２０）作者简介：王熙忠（１９５５．）男，山东招远人，高级工程师，主要从事于采矿工程方面的研究与管理工作。
本文编校：于永江第３期王熙忠，等：宝日希勒露天矿边坡稳定性的ＡＮＳＹＳ分析３４３标都很低，并且第四系孔隙含水层，以及煤层承压含水层赋存进一步降低了边坡岩体力学指标，极易发生沿边坡内弱层滑坡。
截至２００６年９月，共计发生大规模滑坡５次，其中２００１年８月发生的采场东帮滑坡为最大的一次，此次滑坡导致采场东帮供电线路中断，同时由于岩土的滑入，导致坑下西集水坑水位上升，加之疏干高压线路中断，使得西集水坑７台疏干设备被淹，坑内疏干排水系统全部瘫痪，采场供电停止，造成的直接经济损失约２０００万元。
通过分析已发生的滑坡可知，地层松软，部分煤层和岩层中有软弱夹层，是形成边坡滑坡，坍塌的内在因素。
水是边坡的有害因素，水会增加岩体容重，降低岩体抗剪强度。
水对边坡岩体产生静压和动压，减小滑动面上岩石间的有效压力，从而促进边坡滑动。
一旦发生滑坡，不仅影响生产，而且直接威胁人员、设备的作业安全。
２边坡稳定性的ＡＮＳＹＳ数值计算宝日希勒露天矿在滑坡发生后，虽然采取了部分治理措施，但由于缺乏边坡工程地质资料，对滑坡产生的机理、模式和影响因素也未进行量化分析研究，导致所采取的措施效果并不明显。
通过对边坡稳定性的数值模拟，可以计算分析边坡内岩体应力、变形变化规律，揭示宝日希勒露天矿采场、排土场滑坡机理，确定边坡变形破坏模式。
从而为正确的和科学的评价边坡稳定性、优化确定边坡参数以及制定综合治理与控制方案等提供依据。
从而提出排土场边坡稳定性的综合治理和控制措施以及科学的监测方案。
根据露天矿边坡的具体情况，选择＝｛Ｌｌｉｎｊｉａｎ和西二十一两个计算剖面，根据表１岩体物理力学性质和指标构建模拟模型。
得到以下结果。
表１力学指标Ｔａｂ．１ｍｅｃｈａｎｉｃｓｐａｒａｍｅｔｅｒｓ２．㈨－．ｎｍｎ号边坡靛性计算黧蓑竺髫薰主薏霆霆曩掣罢慧根据剖面建立模型，宽为３９０ｍ，高为１２０ｍ，呈规律性变化：沿边坡面自坡顶至坡脚水平应力变化模型如图１。
不大，坡脚最大，即为应力集中；坡顶出现拉应力区，地表砂土层产生拉张裂隙ａ竖向应力ｓｙｙ沿埋藏厚度增大而规律性增加，符合地应力赋存规律，边坡表面出现拉应力。
剪切应力ｓｘｙ沿边坡面自坡顶至坡脚变化不大；沿弱层剪应力相等。
图１北ｌｉｎｊｉａｎ号边坡模型Ｆｉｇ．１Ｎ－ｌｉｎｊｉａｎｓｌｏｐｅｍｏｄｅｌ图２至图７分别为ｘｄｉｓ横向位移云图、ｙｄｉｓ竖向位移云图、速度矢量图、ＳＸＸ横向、ｓｙｙ竖向应力和ｓｘｙ剪切应力云图。
从图中可以看出：横向位移ｘｄｉｓ沿弱层在坡面处最大；沿圆弧滑面水平位移几乎相等。
竖向位移ｙｄｉｓ以下沉为主；下沉量沿坡面自坡顶至坡脚图２Ｘ方向位移Ｆｉｇ．２Ｘ－ｄｉｓｐｌ∞．，ｅｍｅｎｔ辽宁工程技术大学学报（自然科学版）第２７卷图３】，方向位移Ｆｉｇ．３Ｙ－ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ图６Ｙ方向应力Ｆｉｇ．６Ｙ－ｓｔｒｅｓｓ图７剪应力云图Ｆｉｇ．７ｓｈｅａｒｉｎｇｓｔｒｅｓｓｃｌｏｕｄ２．２西二十一号边坡稳定性分析图８至图１３分别为模拟模型、ｘｄｉｓ横向位移云图、ｙｄｉｓ竖向位移云图、速度矢量图、ｓｘｘ横向、ｓｙｙ竖向应力。
横向位移ｘｄｉｓ沿坡面自坡顶至坡脚逐渐增大，在煤层中接近坡面位移最大。
竖向位移ｙｄｉｓ以下沉为主；下沉量沿坡面自坡顶至坡脚逐渐减小，坡顶下沉量最大。
速度场矢量场说明边坡岩体质点移动趋势。
ｓｘｘ沿边坡面自坡顶至坡脚水平应力增大。
竖向应力ｓｙｙ沿埋藏厚度增大而规律性增加，符合地应力赋存规律，边坡表面出现拉应力。
剪切应力ｓｘｙ沿边坡面白坡顶至坡脚增大，坡脚最大，形成最大剪应力集中带。
图９ｘ方向位移Ｆｉｇ．９Ｘ－ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ第３期王熙忠，等：宝日希勒露天矿边坡稳定性的ＡＮＳＹＳ分析３４５图１０ｙ方向位移Ｆｉｇ．１０Ｙ－ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ图１１速度矢量图Ｆｉｇ．１１ｖｅｌｏｃｉｔｙｖｅｃｔｏｒｆｉｇｕｒｅ图１２ｘ方向应力Ｆｉｇ．１２Ｘ－ｔｒｅｓｓ图１３ｙ方向应力Ｆｉｇ．１３Ｙ－ｓｔｒｅｓｓ３数值模拟结果运用ＡＮＳＹＳ软件对北ｌｉｎｊｉａｎ和西二十一两个计算剖面进行模拟计算，得到以下结论：（１）分析弹塑性屈服结果，可以看出基岩泥岩处于弹性状态；坡顶土岩受拉张破坏，岩体沿圆弧剪切变形。
（２）横向应力、剪应力在坡脚产生应力集中，容易引起边坡破坏。
（３）速度矢量场说明土岩拉剪破坏，产生圆弧滑面，然后沿弱层滑移，所以，岩体沿组合滑而滑动【６Ｊ。
（４）岩体向采空区水平移动，煤层中坡面处水平位移明显，纵向位移主要表现为下沉。
综上所述：滑坡模式为砂土、粘土和砂砾岩沿圆弧滑面与煤层中弱层发生剪切移动和破坏。
４结论有限单元法不需要作任何假定，计算模型不仅满足力的平衡方程，而且满足土体的应力应变关系，计算结果可靠。
有限元法能分析各种复杂形状、多种材料组成的边坡，并日．不需要事先假定滑动面。
此外，利用ＡＮＳＹＳ的后处理功能可以直观的显示出坡体的实际滑动面。
所选择的三个剖而的数值计算结果与实际情况基本相付，所以采用利用ＡＮＳＹＳ提供的非线性弹塑性模型进行边坡稳定分析计算是可行的。
参考文献：【ｌ】郝文化ＡＮｓＹｓ土木工程应用实例【Ｍ】．＝ＩＥ京：中国水并怵电出版社，２０晒．【２】罗启北等ＡＮｓＹｓ在边坡稳定分析中的应用叨．贵州丁业大学学报，２００＆【３】曹兰柱等沿山坡排七场稳定性控制啪．辽宁工程技术大学学｝鼹＇２００７．【４】蒋斌松，蔡美峰，都浩．平面滑动边坡稳定性的解析计算【Ｊ】．岩石力学与工程学报，２００４，２３（１）：９１—９４．【５】郑颖人，赵尚毅．有限元强度折减法在土坡与岩坡中的应用叨．岩石力学与工程学报，２００４，２３（１９）：３３８１—３３８８．【６】王东，袁景．边坡稳定性分析中不确定方法的评价们．辽宁工程技术大学学报。
２００５，２４（２）：１３．１５．。
