岩质露天边坡稳定性及最终边坡角研究

发布时间：2017-08-15 03:24

  本文关键词：岩质露天边坡稳定性及最终边坡角研究

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【摘要】：露天矿的最终边坡角每增陡一度虽然可节省大量的剥离经费,但可能导致生产过程中边坡失稳从而增加边坡稳定性的维护经费,总之,最终边坡角是决定矿山剥采比及边坡稳定性的重要因素。国内外研究岩质边坡稳定性及最终边坡角最合适的方法是拉格朗日有限差分法(FLAC3D)。本文应用FLAC3D,根据每增陡一度最终边坡角所节省的剥离经费与可能花费的边坡稳定性加固费用的对比,确定经济合理、技术可行的最终边坡角。依据这一关键技术,依托内蒙古鑫金矿业有限公司的露天开采边坡,本论文开展的主要研究工作及取得的关键结论如下:(1)通过工程地质调查取样及室内岩石力学参数试验,确定了露天矿的岩石力学参数及岩体力学参数;(2)介绍了FLAC3D的基本特点、计算原理及适用范围,特别介绍了Mohr-Coulomb模型和开挖模型及强度折减法的基本原理;(3)采用FLAC3D研究了露天矿边坡稳定性及最终边坡角,并借助强度折减法验算了最终边坡的安全系数;(4)采用FLAC3D对已确定最终边坡角的边坡方案进行局部加固措施研究;(5)观察了企业应用研究结论进行现场施工及监管的效果,评价了研究成果的可靠性;(6)露天矿的最终边坡角顶帮、底帮都取50°,其边坡构成参数为:间隔2个安全平台布置一个清扫平台,安全平台宽4m,清扫平台宽6m,台阶高12m,台阶坡面角65°;(7)局部加固锚索的预应力取受拉区岩体自重的115%是合理的;(8)对高台阶开采进行计算,发现台阶增高,边坡稳定性降低;坡面角变缓,边坡稳定性增加。
【关键词】：露天开采 边坡稳定性 最终边坡角 快速拉格朗日有限差分法 安全系数 锚索加固
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD854.6
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 1 绪论9-20
• 1.1 课题的目的和意义9
• 1.2 边坡稳定性研究综述9-18
• 1.2.1 国外边坡稳定性研究历程9-10
• 1.2.2 国内边坡稳定性研究历程10-11
• 1.2.3 边坡稳定性分析方法11-18
• 1.3 研究内容与研究方法18-20
• 1.3.1 研究内容18
• 1.3.2 研究方法与技术路线18-20
• 2 地质概况与岩石力学参数试验20-28
• 2.1 矿区地质20-22
• 2.2 矿床工程地质特征分析22
• 2.3 采样方案22-23
• 2.4 岩石物理力学性质试验研究23-27
• 2.4.1 岩石物理性质试验23
• 2.4.2 单轴压缩试验23-24
• 2.4.3 劈裂试验24
• 2.4.4 三轴剪切试验24-25
• 2.4.5 直剪试验25-27
• 2.5 岩体物理力学参数27
• 2.6 本章小结27-28
• 3 计算原理28-37
• 3.1 概述28-29
• 3.2 有限差分法FLAC3D基本原理29-30
• 3.2.1 空间导数的有限差分近似29
• 3.2.2 运动平衡方程29
• 3.2.3 应变、应力及节点不平衡力29-30
• 3.2.4 阻尼力30
• 3.3 有限差分求解方法及FLAC3D计算步骤30-33
• 3.3.1 有限差分求解方法30-32
• 3.3.2 FLAC3D的求解过程32-33
• 3.4 本构模型33-36
• 3.4.1 Morh-Coulomb塑性模型33-36
• 3.4.2 开挖模型36
• 3.5 强度折减法原理36
• 3.6 本章小结36-37
• 4 岩质露天矿边坡最终边坡角研究37-49
• 4.1 概述37
• 4.2 模型建立37-38
• 4.3 最终边坡角的FLAC3D研究38-44
• 4.3.1 最终边坡角确定38-42
• 4.3.2 局部加固措施研究42-44
• 4.4 高台阶开采的FLAC3D仿真44-47
• 4.5 建议47
• 4.6 现场应用效果观察与评价47-48
• 4.7 本章小结48-49
• 5 结论与展望49-50
• 5.1 结论49
• 5.2 展望49-50
• 参考文献50-55
• 附录55-56
• 致谢56

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本文编号：676051