曼家寨露天矿东帮含断层岩质边坡稳定性研究
本文选题:断层 切入点:岩质边坡 出处:《昆明理工大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:随着露天矿的不断开采,形成的边坡高度越来越大,而且矿区的工程地质条件相对比较复杂,边坡在采动过程中的稳定性问题变得日益突出。尤其是大部分的露天矿中都存在断层破碎带,这些断层破碎带严重降低了边坡的稳定性,使得边坡体的变形破坏机制及稳定性问题变得极为复杂,对矿山人员以及安全的生产产生很大的危害。本文以文山曼家寨露天矿东帮含断层岩质边坡为研究背景,通过对边坡工程地质条件的深入分析,采用理论分析与数值模拟相结合的方式,对含大断层岩质高边坡的变形破坏特点以及在开挖过程中失稳特征进行研究,采用预应力锚索对失稳边坡进行加固研究。主要研究工作如下:1.通过研究岩体结构及地质结构可知,断层是该边坡稳定性主要影响因素;受断层控制作用,在外界不利条件的作用下,边坡体沿断层面产生滑坡,同时给出对应边坡潜在的滑坡模式。2.根据曼家寨东帮边坡的勘探线图,通过FLAC3D建立数值模拟模型,分析在断层控制作用下不同边坡角四种开采方案下,边坡体的位移场与应力场发生的变化规律。3.对不稳定的边坡进行预应力锚索加固研究,结果表明预应力锚索对含断层岩质边坡的稳定性有很大的提升。4.将正交试验和数值模拟相结合,选取断层厚度、断层倾角、断层粘聚力、断层内摩擦角及断层的露头处距边坡距离5个因素进行分析。最后对模拟的结果进行多因素方差和相关性分析,得出影响边坡稳定性的主导因素和相关性因素。5.将断层“活化”的理论引入到边坡变形破坏机理中,通过对不稳定边坡的位移场与应力变化规律的详细分析,得出在不同开挖步骤下断层发生变形破坏的区域以及影响范围。模拟得出来的结果与断层“活化”理论的计算结果相一致;表明莫尔-库伦准则适用于作为断层发生活化的依据。
[Abstract]:With the continuous exploitation of open-pit mines, the slope height is becoming larger and larger, and the engineering geological conditions in the mining areas are relatively complex. The problem of slope stability in mining process is becoming more and more serious, especially in most open-pit mines there are fault fracture zones, which seriously reduce the slope stability. The deformation and failure mechanism and stability of the slope body become very complicated, which is harmful to mine personnel and safety production. This paper takes the fault rock slope of east side of Wenshan Manjiazhai open-pit mine as the research background. Through the deep analysis of the engineering geological conditions of the slope and the combination of theoretical analysis and numerical simulation, the characteristics of deformation, failure and instability in the excavation process of the high rock slope with large faults are studied. The main research work is as follows: 1. Through the study of rock mass structure and geological structure, it can be known that fault is the main factor affecting the stability of the slope, which is controlled by fault. Under the action of the outside unfavorable conditions, the slope body produces the landslide along the fault plane, at the same time, the potential landslide mode corresponding to the slope is given. 2. According to the exploration diagram of the slope of Manjiazhai East Slope, the numerical simulation model is established by FLAC3D. The variation law of displacement field and stress field of slope under four mining schemes of different slope angle under the action of fault control is analyzed. 3. The reinforcement of unstable slope with prestressed anchor cable is studied. The results show that the stability of rock slope with fault is greatly improved by prestressed anchor cable. 4. By combining orthogonal test with numerical simulation, the thickness of fault, the angle of fault inclination, the cohesive force of fault are selected. The internal friction angle of the fault and the distance from the outcrop to the slope are analyzed. Finally, the variance and correlation of the simulation results are analyzed. 5. The theory of fault "activation" is introduced into the mechanism of slope deformation and failure, and the law of displacement field and stress change of unstable slope is analyzed in detail. The region of deformation and failure of fault under different excavation steps and its influence range are obtained. The simulated results are in agreement with the calculation results of fault activation theory. It is shown that the Mohr-Coulomb criterion is suitable for the activation of faults.
【学位授予单位】:昆明理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TD854.6
【参考文献】
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,本文编号:1638956
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