研究背景与问题

在矿产资源开发过程中，崩落采矿作为一种常见的开采方式，会导致地表下沉和侧向边坡的失稳风险显著增加。这一现象尤其在露天采矿活动中尤为明显，严重威胁到矿区周边环境和人民生命财产安全。针对这一问题，如何准确模拟崩落采矿诱发的侧向边坡失稳机理，成为采矿工程领域的重要研究课题。

研究方法

本研究以矿区现场地质条件和实际工程背景为依据，构建了一个考虑离散裂隙网络的有限元-离散元（FEM-DEM）耦合采矿边坡数值模型。该模型结合了有限元法和离散元法的特点，能够模拟边坡内部复杂裂隙结构的应力分布与变形演化过程。通过模型，研究人员能够对崩落采矿扰动下侧向边坡的稳定性进行深入研究。

核心结果

研究发现，崩落采矿过程会导致侧向边坡内部应力重新分布，并引发复杂的裂隙扩展和变形。具体表现为：1）崩落采矿导致侧向边坡的应力集中现象明显，尤其是在边坡底部和靠近崩落区域的部位；2）随着崩落采矿的进行，边坡内部的裂隙逐渐扩展，导致边坡的整体稳定性下降；3）在特定条件下，侧向边坡可能会发生渐进式失稳，进而引发边坡坍塌。

结论与意义

本研究通过建立FEM-DEM耦合采矿边坡数值模型，揭示了崩落采矿诱发侧向边坡失稳的机理。研究结果表明，崩落采矿过程中的应力分布和裂隙扩展是导致边坡失稳的主要原因。这一研究成果有助于提高采矿工程中边坡稳定性的预测和评估能力，为矿山安全生产提供科学依据。同时，本研究也为未来采矿工程中边坡稳定性的优化设计提供了理论指导，具有显著的应用价值。