以李家壕煤矿矸石山为例,对矸石山边坡稳定性问题进行了较为全面的研究。对于散体矸石无法直接制作成样测试力学强度参数的问题,研究人员借助了PFC3D(颗粒流耦合三维模拟软件)对散体矸石的力学参数进行了反演,通过侧限压缩试验和三轴压缩模拟试验测得了散体矸石的抗剪强度参数。这些参数是评估边坡稳定性的关键指标。

利用这些实验所得的抗剪强度参数,研究人员使用FLAC3D(快速连续介质力学三维数值分析软件)对李家壕煤矿矸石山边坡进行了整体的剪切塑性区分析,得出潜在剪切破坏区域对工业广场安全性基本无威胁。二维稳定性分析得到的安全系数在1.2左右,该计算结果表明该矸石山边坡整体暂时处于较为稳定的状态。根据位移云图确定防护区域应该集中在上部两个台阶位置,能够有效避免局部失稳。

为了保证长期的稳定性,结合矸石山的特点,提出了相应有效的治理措施,如改善堆存方式加强排水系统以及设置防护结构等,以确保长期安全。这些措施参考了多篇相关研究成果,例如基于GeoStudio的矸石山边坡稳定性数值模拟研究底山村矸石山生态修复及其边坡稳定性分析 论文