基于改进Sarma法的边坡稳定性分析

发布时间：2020-10-12 07:51

　　岩质边坡是露天矿山开采中一种常见的边坡类型。本文针对露天矿山开采过程中遇到的岩质边坡稳定性问题,结合宁化行洛坑露天钨矿开采过程中边坡稳定性实例,揭示岩质边坡节理或断层控制下的稳定性特征。论文数值模型基于改进Sarma法,分别实现了对分层边坡的稳定性和三维(含节理、断层)的岩质边坡稳定性的数值分析,为分层边坡和三维岩质边坡稳定性开辟了一条新的研究途径。这是本文的创造性成果。露天开采的岩质边坡是由含有多组不同产状的节理、断层的不同岩性的岩体组成的,综合以往Sarma法计算方法的优点和岩质边坡的特点之间的关系,通过现场实测岩质边坡节理断层产状,以及判断岩体岩性,建立合适的数值模型,研究了矿山露天开采时岩质边坡稳定性因素及开挖高度和坡角之间的关系。主要研究内容如下:(1)对分层边坡用改进Sarma法去分析边坡稳定性,且与其他方法相比误差较小。(2)收集宁化行洛坑钨矿露天采矿区原有的地质勘察和技术资料,进行总结和分析,对采矿区岩质边坡节理、断层的产状进行全面的测量并统计,制作成新的更为全面的地质资料,对采矿区的岩体岩性进行分析,并进行直剪实验,获取岩体的岩石力学参数。并查阅相应规范对岩体类别进行估计。(3)采用改进的三维Sarma方法对采矿区已开挖部分进行稳定性分析,对未开挖部分进行稳定性预测,研究结果表明:在当前状态下,边坡是较为稳定的,当边坡开挖到某一程度是会失稳,此时应考虑放缓坡角。(4)对边坡可能出现的顺层边坡进行预测,研究结果表明边坡为顺层边坡时,岩质边坡容易失稳,反倾向边坡不容易失稳。最后通过计算表明,模型具有一定的参考意义。
【学位单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TU457
【部分图文】：

表征参数,边坡稳定性,主要因素,边坡

图 1.1 平面边坡Fig 1.1 Plane slope表 1.2 影响边坡稳定性主要因素及其表征参数Tab 1.2 Main factors affecting the stability of slope and its characterizationparameters因素综合反映表征参数备大类中类小类体结构结构面发育程度组数岩体完整程度岩体结构类型、完整性指数间距结合程度结构体特征形状及大小咬合程度石强度岩性成分（胶结物）结构（胶结程度）构造（层厚）岩石坚硬等级饱和单轴抗压强度风化程度坚硬程度

技术路线图,技术路线

第一章绪论.7 本课题研究的目的（1）鉴于现有的分层边坡计算参数较多，计算结果未必会收敛且不是很精确前提条件下，建立一种能收敛且较为精确的模型。（2）鉴于三维 Sarma 法方法较少，且计算结果不是很精确，笔者在参考大量献的基础上，结合宁化行洛坑钨矿的现场勘察资料，对滑坡的条块条间力作用向与运动方向平行表示，进一步精确三维 Sarma 法解。同时，对于岩质边坡的维模型建立了斜条分块体，并结合规范计算出符合实际情况的数学模型，并编相应的程序。.8 本课题技术路线

模型图,法力,模型,条块

图 2.1 Sarma 法力学模型Fig 2.1 The mechanical model for Sarma method所示，将整个边坡滑体斜条分为i个条块，在图 2.1 中第条意义分别是：iN 代表作用在第条块底部滑面的正应力；滑面的切应力；ib 代表第条块底部滑面的长度在 x 轴上部滑面与轴的夹角；iE 和i1E 分别代表作用在第条块左i1P 分别代表作用在第条块左右界面的切应力；i 和i1 分与 y 轴的夹角，其中，当夹角位于图 2.1 所示坐标系的第位于图 2.1 所示坐标系的第二象限时为负；id 和i1d 分别代际长度；iW 代表第条块的重量；b 代表作用在边坡上的只考虑水平方向的原因是最终 0b ，的方向对计算结向计算反而更为简便。的力学平衡是： 1 1 sin cos cos cos sin i i i b i i i i i i i T W E E P
【参考文献】

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