基于模糊可靠度理论的露天坑边坡稳定性评价

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摘要:我国地形地貌复杂、自然因素多变,使得边坡管理成为露天矿山安全管理工作的重要内容。诱发滑坡事故的原因多种多样,防范不当则会造成重大灾害,对工作人员的人身安全及企业的财产造成巨大威胁。论文以洛钼东戈壁露天采场为研究对象,对该边坡展开风险辨识、可靠度分析以及整体稳定性评价等相关研究工作,探讨边坡稳定性的影响因素并对边坡进行稳定性评级,论文主要工作有以下几点:1、对采场进行实地勘测和岩石取样,并就影响边坡稳定的各因素进行危险源辨识。首先,实地勘测洛钼东戈壁露天采场水文、地质、环境情况。基于ANSYS和FLAC3D软件建模,得到最终坡角分别为46°、47°和48°的露天坑边坡工程模型。然后,针对该边坡工程的实际情况展开危险源辨识,得到影响边坡稳定的潜在危险有害因素。最后,就危险辨识结果绘制该边坡失稳事故鱼刺图。2、基于模糊-随机可靠度分析理论,对边坡工程进行稳定性分析。鉴于经典可靠度理论的局限性,选取考虑工程不确定性的模糊-随机可靠度分析理论对边坡工程进行分析。首先以最终坡角为47°边坡模型为例进行隶属函数选取分析,确定正弦曲线函数为隶属函数。然后分别对三个模型进行模糊-随机可靠度分析,不考虑地震荷载时边坡模糊-随机失效概率分别为:0.0787、0.0861、0.0962;考虑地震荷载时边坡模糊-随机失效概率为:0.0884、0.0902、0.1001。最后以48°边坡模型为例,探讨粘聚力c和内摩擦系数f与边坡失效概率的敏感度。3、选取网络层次-集对分析和网络层次-物元可拓分析模型对边坡工程进行整体稳定性评价。根据该露天坑边坡实际情况建立评价指标体系,得到影响边坡稳定的16个评价指标。基于网络层次分析法确定各评价指标的权重值,结合集对分析法得到边坡稳定性评价等级为较稳定级别。为避免集对分析法产生的误差,选取物元可拓分析法再次对边坡工程进行稳定性评价,评价等级为较稳定级别。
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