基于离散-连续耦合计算的露天矿边坡失稳特征与影响研究

摘要

基于以离散-连续耦合计算方法,以某巨厚煤层露天煤矿靠帮开采后端帮边坡为研究背景,对边坡潜在失稳区域采用离散元方法建模分析滑坡特征、破坏过程、影响范围;对边坡基岩等变形量较小部分建立有限差分法网格,传递坡体内部应力、提高计算速度。结果表明:离散-连续耦合计算方法与有限差分法计算得到滑面位置相近,呈圆弧形滑坡;滑坡过程最先为坡面颗粒间黏结受侧向变形影响发生少量破坏,黏结破坏后颗粒向下滚落并堆积在边坡坡脚;随后滑体后缘出现张拉裂缝,滑面逐渐清晰,滑体前缘煤层错动,在逆倾构造影响下阻碍滑坡进一步发展;边坡下侧岩体优先破坏,随后破坏区域逐渐上移;滑坡结束后,边坡最上部580 m水平出现多处张拉裂缝,距坡肩61.37 m内有明显下沉,约为30 m;边坡岩层明显错动,下部煤台阶及顶板向临空面推挤,下部水平位移达42.39 m。