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)律進行了系統(tǒng)模擬研究,結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制及其變形規(guī)律。針對露天采場危險區(qū)域邊坡體進行了穩(wěn)定性分析,并設計減載措施。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方案。(4)根據(jù)紫金山金銅礦地質(zhì)構造分布等影響因素,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)定性進行了分析,并綜合數(shù)值模擬結果,提出了治理邊坡失穩(wěn)的減載措施。
【關鍵詞】: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
【學位授予單位】:北方工業(yè)大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】: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88-89
- 第五章 露井同期開采作用下邊坡失穩(wěn)治理方案設計89-99
- 5.1 邊坡治理主要設計方法89-90
- 5.1.1 礦山邊坡設計方法89
- 5.1.2 邊坡治理方式89-90
- 5.2 邊坡減載措施設計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)濟效益對比97-98
- 5.3 本章總結98-99
- 第六章 結論與展望99-101
- 6.1 主要結論99-100
- 6.2 研究展望100-101
- 參考文獻101-105
- 在學期間的研究成果105-106
- 致謝106
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