降雨入渗条件下露天矿边坡稳定性研究

发布时间：2018-04-23 06:46

  本文选题：降雨入渗 + 边坡稳定性　； 参考：《青岛理工大学》2015年硕士论文

【摘要】：滑坡是我国的主要地质灾害,滑坡的发生给人们的生命财产安全构成了严重的威胁。露天煤矿的持续开采,形成了大量的高陡边坡工程,影响此类边坡稳定性的因素较多,而降雨是关键因素之一。据析,滑坡与降雨都有密切的关系,大量滑坡事故发生于降雨期间或降雨之后,因此研究降雨入渗诱发露天矿边坡土体渗流场和应力场的改变,以及由此导致的边坡失稳破坏机理,均具有十分重要的意义。计算机技术和有限元理论的不断进步为复杂条件下的边坡稳定分析研究提供了保证。本文基于有限元分析软件Midas/GTS对降雨条件下平朔东露天矿边坡进行探讨研究,借助饱和-非饱和渗流理论,分析了不同降雨条件下边坡土体内部渗流场的变化,结合实际露天矿边坡工程算例,证实了论文研究方法的可行性和正确性。(1)本文研究对象为平朔东露天矿边坡,根据边坡的工程地质资料,结合矿区的水文地质条件,对露天矿边坡稳定情况和存在的安全隐患进行了介绍,从影响露天矿边坡稳定的内因和外因两个方面进行总结,为边坡稳定的进一步分析打下基础。(2)在传统边坡稳定分析理论的基础上,结合数值计算的方法,对边坡的稳定性进行初步分析,通过数值分析软件Slide建立二维边坡计算模型,结合边坡工程室内力学实验,采用正分析法对边坡土体的物理力学参数进行确定,基于Bishop法和Morgen-price法两种方法分别计算得出边坡工程在自然条件下的安全系数。(3)对渗流理论进行了系统的介绍,阐述了经典的饱和-非饱和渗流理论的基本微分方程及定解条件,引入了土-水特征曲线和渗透函数,应用Galerkin有限元法对降雨入渗条件下的饱和-非饱和渗流场进行求解。(4)本文基于两种不同的降雨条件,综合考虑边坡土体的结构特征、力学性质,以及孔隙水压力等影响因素,借助有限元计算软件,开展了多个工况下的露天矿边坡稳定性研究分析,并绘制了饱和渗透系数和入渗深度及安全系数关系的曲线图,得出了渗透系数对边坡稳定性的影响规律。
[Abstract]:Landslide is the main geological disaster in China, and the occurrence of landslide poses a serious threat to the safety of people's life and property. The continuous mining of opencast coal mine has formed a large number of high and steep slope projects. There are many factors affecting the stability of this kind of slope, and rainfall is one of the key factors. According to analysis, landslide is closely related to rainfall, and a large number of landslide accidents occur during or after rainfall. Therefore, the changes of seepage field and stress field of open pit slope induced by rainfall infiltration are studied. The failure mechanism of slope caused by it is of great significance. The continuous progress of computer technology and finite element theory provides a guarantee for slope stability analysis under complex conditions. In this paper, based on the finite element analysis software Midas/GTS, the slope of Pingshuo East Open-pit Mine under rainfall condition is studied. With the help of saturated-unsaturated seepage theory, the variation of internal seepage field of slope soil under different rainfall conditions is analyzed. The feasibility and correctness of the research method in this paper is confirmed by the practical example of slope engineering in opencast mine. The research object of this paper is Pingshuo East Open-pit Mine Slope. According to the engineering geological data of the slope and the hydrogeological conditions of the mining area, This paper introduces the stability of open pit slope and the hidden danger of safety, and summarizes the internal and external factors that affect the slope stability of open-pit mine. Based on the traditional theory of slope stability analysis and numerical calculation method, the stability of slope is preliminarily analyzed, and a two-dimensional slope calculation model is established by numerical analysis software Slide. Combined with indoor mechanical experiment of slope engineering, the physical and mechanical parameters of slope soil are determined by positive analysis method. Based on Bishop method and Morgen-price method, the safety factor of slope engineering under natural condition is calculated. The seepage theory is systematically introduced, and the basic differential equation and definite solution condition of the classical saturated-unsaturated seepage theory are expounded. The soil-water characteristic curve and permeability function are introduced, and the saturated-unsaturated seepage field under rainfall infiltration is solved by Galerkin finite element method.) based on two different rainfall conditions, the structural characteristics of slope soil are considered synthetically in this paper. The mechanical properties, pore water pressure and other influencing factors, with the help of finite element calculation software, are used to study and analyze the slope stability of opencast mine under many working conditions, and the curves of the relationship between saturation permeability coefficient, infiltration depth and safety factor are drawn. The influence of permeability coefficient on slope stability is obtained.
【学位授予单位】：青岛理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD824.7

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本文编号：1790881