露天采礦臺階的案例
露天采礦臺階楔形體穩定性(Bench Wedge Stability)
1 引言
露天采礦臺階的破壞形式主要有三種: 平面破壞, 楔形破壞和巖石墜落. 其中楔形破壞是最常見的破壞形式，如下圖所示。本文使用機器學習方法在GeotechSet數據集內調查了這個方向最相關的研究工作。
露天采礦臺階穩定性分析方法(Bench Scale Stability Analysis)
露天采礦臺階設計(Bench Design)方法
Swedge: 巖石邊坡楔形破壞穩定性分析
2 調查方法
如果使用C(n,3)的組合查詢方法，那么對"bench wedge failure stability"將會得出大量的相關文檔，由于我們的著重點在"bench", 因此分開運行能夠縮小范圍，得到更精確的解答，然后根據搜索的數據映射出文檔的名稱。
展開 露天礦邊坡分析與設計---北達科塔大學(University of North Dakota)的解答[Part 1]
4 模型建立
在真實的采礦工程中，采礦邊坡是由臺階組成的，需要分析臺階的穩定性和局部破壞，(露天采礦臺階設計(Bench Design)方法; 露天采礦臺階穩定性分析方法(Bench Scale Stability Analysis)), 不過在本次設計中，僅考慮了最終邊坡的穩定性，并且假定邊坡是中心對稱的，這樣我們僅分析一半的邊坡剖面即可。相應地，對于費用分析也僅考慮邊坡的一半，如下圖所示。
邊坡設計是一個迭代的過程。首先，同時考慮邊坡穩定和費用建立模型，然后使用FLAC/Slope進行穩定性分析，如果安全系數大于等于1.3，則輸出最終設計方案，如果安全系數小于1.3，那么重新建立模型再進行計算， 直至FOS大于等于1.3，計算流程如下圖所示。
未完待續
展開 階梯狀平面破壞(Step-Path Plane Failure)
(a) 連續性階梯狀路徑(Continuous step path)
(b) 不連續階梯狀路徑(discontinuous step path with intact rock bridges)
階梯路徑破壞(Step-Path Failure)分析對于深部露天礦邊坡的穩定性具有非常重要的意義，由于坡腳的高原位應力可能導致完整巖橋逐漸破壞，從而導致階梯狀的破壞面發展, 因此必須仔細評估更深層的多臺階破壞而不是單臺階破壞(露天采礦臺階穩定性分析方法(Bench Scale Stability Analysis); 露天采礦臺階設計(Bench Design)方法)。
2 巖橋比例
階梯路徑破壞的幾何形狀通常比類似規模的平面剪切幾何形狀的穩定性概率低, 其差別主要在于對巖橋的處理。巖橋百分比計算是研究工程巖體脆性斷裂的一個基本步驟. 不過巖橋的比例一直是一個難以界定的屬性。過去的研究一直是基于純粹幾何假設的, 例如Call & Nicholas(1978)，Einstein等人(1983)和Baczynski(2000). 巖橋在平面剪切模型中被認為是絕對不破壞的，但在平面階梯路徑模型中卻被檢查是否破壞。經驗表明，對于在抗拉強度為500至2000噸/平方米的結晶巖中切割的12至20m高的臺階，當完整巖石的比例超過約8%時，滑動的概率幾乎為零。因此，當巖橋占總長度小于等于8%時，階梯路徑發生破壞的概率比平面剪切路徑發生的概率更高。當破壞面上的巖橋長度比例接近8%時，破壞的可能性越來越小。如果巖橋比例超過8%，就不可能發生破壞。應該注意: 這些方法在很大程度上依賴于高度理想化的斷裂模式，而這些斷裂模式并不完全基于潛在的斷裂網絡屬性.
展開 巖石邊坡工程課程---邊坡破壞的原因(C3)
Practical Rock Mechanics. 371p.
6 邊坡角的選擇
本節課的最后,討論了露天礦邊坡角的選擇. 在露天采礦工程中，邊坡角的選擇不僅影響著邊坡穩定性，而且直接影響著礦業公司的經濟效益。小的邊坡角度雖然維持了邊坡穩定，但由此引起的剝采量會產生巨大的費用，因此采礦工程師必須在安全與經濟之間取得平衡。
露天采礦臺階設計(Bench Design)方法
露天采礦臺階穩定性分析方法(Bench Scale Stability Analysis)
露天開采的邊坡角(Slope Angle)
7 邊坡破壞原因數據集
基于C3的課程內容, 產生出一個新的數據集---邊坡破壞原因(Causes of slope failure)用于機器學習.
展開 
一種快速在GeotechSet數據集內查詢相似段落的方法
Swedge: 巖石邊坡楔形破壞穩定性分析
巖石邊坡楔形破壞穩定性分析
露天采礦臺階穩定性分析方法
邊坡工程---巖體邊坡的破壞模式
部分查詢結果摘錄如下, 包括論文摘要或段落：
[1] Havaej, M. et al. (2013). "Incorporating brittle fracture into three-dimensional modelling of rock slopes." Slope Stability 2013, Australian Centre for Geomechanics, 625-638.
[2] Lenka, S. K., et al. (2017). "Slope Mass Assessment of Road Cut Rock Slopes Along Karnprayag to Narainbagarh Highway in Garhwal Himalayas, India." Advancing Culture of Living with Landslides, Vol 5: Landslides in Different Environments: 407-413.
[3] Brideau, M. A., et al. (2011). "Three-dimensional slope stability analysis of South Peak, Crowsnest Pass, Alberta, Canada". Landslides 8(2): 139-158.
[4] Babanouri, N. and V. Sarfarazi (2018).
展開 基于LS-DYNA的FEM-SPH耦合算法模擬高位突水對露天臺階的影響（附K文件） ￥38.79
本案例中采用FE-SPH耦合算法有效地模擬了高突水問題對露天臺階的影響，露天臺階采用FEM有限元模型，高位水庫采用SPH粒子，可以實現流體與固體系統的動態耦合分析。模擬結果較好地反映了突水對臺階的沖擊造成的動力破壞過程和動力響應。模擬過程及結果如下：
圖1 高位突水對露天臺階動態響應
圖2 高位突水對露天臺階模擬過程
“基于LS-DYNA的FEM-SPH耦合算法模擬高位突水對露天臺階的影響”這個案例是關于FEM-SPH耦合算法比較經典的一個算例，案例后附有K文件供各位參考學習，歡迎一起交流學習！
展開 [重要]巖石邊坡工程課程---楔形滑動(Wedge Sliding)分析(C8)
1 引言
露天采礦邊坡與土木工程邊坡的一個顯著區別是露天采礦邊坡是由連續的臺階組成,因此臺階的設計對邊坡整體穩定性至關重要。在整個設計過程中, 需要使用各種各樣的分析方法和軟件, 從極限平衡法(SLIDE, Slope/W)到連續性的數值分析(FLAC, FLAC3D, RS2)再到不連續的數值分析(UDEC, 3DEC)。通常使用極限平衡法(條分法)分析整體邊坡的穩定性，而臺階的穩定性主要受平面滑動和楔形滑動控制，露天采礦臺階的破壞主要有三種型式: 平面破壞, 楔形破壞和巖石墜落，因此臺階設計(Bench Design)通常以巖石結構數據為基礎，因為使用連續性分析方法(例如SLIDE, FLAC)有時會導致安全系數太小, 不能真實地評價臺階的穩定性, 所以基于平面分析(RocPlane)和楔形分析(SWedge)的概率分析方法是最臺階設計最常用的設計方法。《巖石邊坡工程課程---平面滑動(Planar Sliding/Wedge)穩定性分析(C7)》已經討論了平面滑動的分析方法，這一節課討論楔形滑動(Wedge Sliding)的分析方法。
楔形破壞(Wedge Failure) 是由兩組互相切割的節理面形成的破壞模式，一個楔形體由兩組節理面，邊坡頂面以及邊坡面四部分組成，因而形成一個四面體。楔形滑動的計算原理與平面滑動的計算原理相同，只不過計算塊體的體積以及力的分解更麻煩一些。
2 簡單的教學演示
在通過大量實例照片(采礦工程和土木工程)分析了楔形滑動的原理和計算方法后，給出了一個簡單的教學例子，顯示如何計算楔形滑動的安全系數。
從上圖可以看出，一個楔形體模型由兩組節理面，邊坡頂面以及邊坡面四部分組成。 因此需要輸入這四個面的傾角和傾向。
接著需要輸入兩組節理面的粘結力和內摩擦角以及邊坡高度和巖石密度.
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