地下工程開挖對邊坡穩(wěn)定性影響的評價
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【摘要】:地下工程開挖誘發(fā)邊坡失穩(wěn)的問題是巖土工程領(lǐng)域研究的熱點問題之一,本文針對地下工程開挖對上覆巖體的變形影響規(guī)律進(jìn)行了系統(tǒng)模擬研究,結(jié)合紫金山金銅礦露井聯(lián)采工程實例,分別探討了采空區(qū)不同處理方法以及不同開采時序條件下邊坡巖體的滑移機(jī)制及其變形規(guī)律。針對露天采場危險區(qū)域邊坡體進(jìn)行了穩(wěn)定性分析,并設(shè)計減載措施。主要研究內(nèi)容和成果如下。(1)依托紫金山金銅礦露井聯(lián)采工程,考慮采區(qū)崩落和充填兩種開采方法,利用有限差分計算軟件FLAC3D建立仿真模型,研究露井聯(lián)采條件下各階段邊坡巖體的破壞形式與變形特點,得出采用充填法處理采空區(qū)時,邊坡巖體局部將產(chǎn)生滑坡破壞,需要采取相應(yīng)的治理措施。(2)通過露天與地下同期開采條件下邊坡巖體變形規(guī)律的分析與研究,提出紫金山金銅礦邊坡巖體變形帶劃分方法,將露井聯(lián)采條件下的地下采區(qū)覆巖體從上至下依次劃分為滑移帶、下沉彎曲帶、裂隙帶、冒落帶,并確定各變形帶的高度計算公式。(3)基于不同開采時序,對紫金山金銅礦進(jìn)行數(shù)值模擬分析,揭示了不同開采時序?qū)Σ煽諈^(qū)上覆巖體變形的影響機(jī)制及其對邊坡穩(wěn)定性的影響特點,根據(jù)巖體的變形特點和沉降位移對比,提出有利于邊坡穩(wěn)定的開采控制措施和技術(shù)方案。(4)根據(jù)紫金山金銅礦地質(zhì)構(gòu)造分布等影響因素,針對露井聯(lián)采條件下邊坡穩(wěn)定性問題,應(yīng)用滑移場理論,得出在開采不同階段邊坡穩(wěn)定性系數(shù)以及危險滑移面,對露井聯(lián)采情況下邊坡體的穩(wěn)定性進(jìn)行了分析,并綜合數(shù)值模擬結(jié)果,提出了治理邊坡失穩(wěn)的減載措施。
【關(guān)鍵詞】:露井聯(lián)采 開采時序 巖體變形規(guī)律 邊坡穩(wěn)定性 邊坡治理
【學(xué)位授予單位】:北方工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號】:TU43
【目錄】:
- 摘要3-4
- Abstract4-8
- 第一章 緒論8-15
- 1.1 課題研究背景和意義8
- 1.1.1 課題研究背景8
- 1.1.2 課題研究意義8
- 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀8-13
- 1.2.1 露井聯(lián)采研究現(xiàn)狀9-10
- 1.2.2 邊坡穩(wěn)定性數(shù)值計算方法10-13
- 1.3 目前存在的主要問題及發(fā)展方向13-14
- 1.3.1 目前存在主要問題13
- 1.3.2 發(fā)展方向13-14
- 1.4 研究內(nèi)容及技術(shù)路線14-15
- 1.4.1 論文的主要研究內(nèi)容14
- 1.4.2 研究技術(shù)路線14-15
- 第二章 露井同期開采作用下邊坡巖體變形規(guī)律的研究15-56
- 2.1 紫金山金銅礦工程概況15-19
- 2.1.1 工程地質(zhì)狀況15-18
- 2.1.2 巖石力學(xué)參數(shù)18-19
- 2.2 露井同期開采三維數(shù)值模型的建立19-26
- 2.2.1 FLAC3D基本原理19-21
- 2.2.2 模擬模型的建立21-23
- 2.2.3 開采模型的建立23-26
- 2.3 地下采區(qū)不同開采方法對邊坡穩(wěn)定性影響的研究26-46
- 2.3.1 崩落法開采對邊坡穩(wěn)定性影響的數(shù)值模擬分析26-36
- 2.3.2 充填法開采對邊坡穩(wěn)定性影響的數(shù)值模擬分析36-46
- 2.4 露井同期開采作用下邊坡巖體移動規(guī)律的研究46-54
- 2.4.1 露井同期開采作用下擾動疊加區(qū)域位移變化規(guī)律的分析49-51
- 2.4.2 露井同期開采作用下邊坡巖體的變形與破壞模式51-53
- 2.4.3 地下開采覆巖變形帶高度的計算方法53-54
- 2.5 本章總結(jié)54-56
- 第三章 不同開采時序?qū)吰路(wěn)定性影響及其優(yōu)化方案分析56-81
- 3.1 基于不同開采時序三維數(shù)值模型的建立56-58
- 3.1.1 模擬模型的建立56
- 3.1.2 開采方案設(shè)計56-58
- 3.2 不同開采時序?qū)吰聨r體影響特點分析58-80
- 3.2.2 不同開采時序?qū)吰碌乇韼r體影響特點的分析58-77
- 3.2.3 不同開采時序?qū)Σ煌臻g巖體變形影響特點的分析77-80
- 3.3 本章總結(jié)80-81
- 第四章 紫金山金銅礦邊坡穩(wěn)定性分析81-89
- 4.1 邊坡危險滑移面搜尋原理81-85
- 4.1.1 邊坡穩(wěn)定性計算基本原理81-83
- 4.1.2 臨界滑移場模擬原理83-85
- 4.2 紫金山采區(qū)邊坡穩(wěn)定性評價85-88
- 4.2.1 采區(qū)邊坡幾何參數(shù)85
- 4.2.2 邊坡危險滑移面搜尋及穩(wěn)定性系數(shù)計算85-88
- 4.3 本章總結(jié)88-89
- 第五章 露井同期開采作用下邊坡失穩(wěn)治理方案設(shè)計89-99
- 5.1 邊坡治理主要設(shè)計方法89-90
- 5.1.1 礦山邊坡設(shè)計方法89
- 5.1.2 邊坡治理方式89-90
- 5.2 邊坡減載措施設(shè)計90-98
- 5.2.1 邊坡減載方案一90-91
- 5.2.2 邊坡減載方案二91-93
- 5.2.3 邊坡減載方案三93-94
- 5.2.4 邊坡減載方案四94-96
- 5.2.5 邊坡減載方案五96-97
- 5.2.6 邊坡減載方案效果及經(jīng)濟(jì)效益對比97-98
- 5.3 本章總結(jié)98-99
- 第六章 結(jié)論與展望99-101
- 6.1 主要結(jié)論99-100
- 6.2 研究展望100-101
- 參考文獻(xiàn)101-105
- 在學(xué)期間的研究成果105-106
- 致謝106
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