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边坡稳定性的研究,一直是岩土工程界广为关注的课题。白音华三号露天煤矿正处于首采区表土剥离阶段,由非工作帮及外排土场组成的复合边坡是否稳定,成为该矿目前急需解决的问题。本文以FLAC3D数值模拟为基础,将数值模拟、极限平衡法和可靠度分析方法整合应用,以“应力—应变力学行为”、“稳定系数”和“可靠度”为指标,综合分析了该复合边坡的稳定性。本文根据《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)、霍克-布朗经验强度准则和类似工程经验,确定了边坡岩体物理力学性质指标值,并认为该复合边坡岩体类型属于软—半坚硬岩体。通过工程地质分析定性地认为,岩性、结构面、地下水、边坡形态及外载对该边坡稳定性均存在重要影响;通过多因素敏感性分析认为,内摩擦角、重度、粘聚力和地下水位等因素对该边坡稳定参数的敏感性依次变小。本文在分析边坡稳定性时,首先利用Surfer、ANSYS等软件建立了FLAC3D数值模型,采用FLAC3D数值模拟及强度折减法,分析了边坡在静力平衡条件下和流固耦合条件下的应力—应变力学行为,并确定了潜在滑面的位置和形态。其次,借助“理正边坡稳定分析”软件,采用极限平衡法,验证了数值模拟所确定的潜在滑面,并采用简化Bishop法和Janbu法计算了最危险滑面及指定滑面的稳定系数。最后,以极限平衡法计算的稳定系数为指标,根据均值一次二阶矩法的基本原理,以数值模拟确定的潜在滑面为指定滑面,计算了边坡整体及局部的可靠度指标和破坏概率。通过分析认为,采用不同方法、不同评价指标从不同侧面均说明了该复合边坡在目前性状下整体处于稳定状态,但外排土场边坡等局部处于不可接受的风险水平;该复合边坡呈现圆弧形、平面剪切及卸荷破坏等复杂的破坏模式。研究成果与现场实际情况吻合较好。本文研究说明了以数值模拟为基础,将数值模拟、极限平衡法和可靠度分析方法整合应用,能提高边坡稳定性评价结论的可信度,实现采用线性方法更合理地分析非线性边坡稳定性问题的目的,其方法是可行的。