發(fā)布時間：2018-03-03 22:35

  本文選題：層狀邊坡　切入點：變形機理　出處：《昆明理工大學》2014年博士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：層狀邊坡由于巖體結構的成層特性,其破壞機理與失穩(wěn)模式也有別于其它巖質邊坡。尖山磷礦層狀邊坡在過往采礦活動中,受工程開挖擾動及外營力作用影響,于不同開采階段表現(xiàn)出不同程度的變形破壞,邊坡穩(wěn)定性已成為礦山潛在的安全隱患。本文以尖山磷礦層狀邊坡為研究對象,重視露天礦開采技術條件及邊坡巖體力學特性分析,結合工程巖體穩(wěn)定性分析、邊坡動力演化試驗和數(shù)值分析方法對邊坡開挖變形破壞機理與失穩(wěn)模式開展深入研究,并提出相應的邊坡穩(wěn)定性控制對策。通過現(xiàn)場調查、理論分析和試驗研究,主要取得如下研究成果： (1)結合尖山磷礦露天開采技術條件,劃分工程邊坡巖體,采用測線法對工程巖體隨機結構面性狀進行分析,指出影響邊坡穩(wěn)定的巖體優(yōu)勢結構面所在。在研究區(qū)工程巖體質量分級的基礎上,采用巖體聲波測試技術和巖體塊度指標RBI對工程巖體完整性及結構特征進行評價,并由此確定了邊坡保留巖體的擾動范圍與擾動系數(shù)D值。借助廣義Hoek-Brown強度準則估算邊坡巖體力學參數(shù),并對邊坡關鍵巖體進行現(xiàn)場原位直剪試驗,綜合確定了邊坡宏觀巖體力學參數(shù)。 (2)基于層狀邊坡工程分類特征,分析了不同坡體結構與巖性組合特征的層狀邊坡變形機理和潛在失穩(wěn)模式。從邊坡應力狀態(tài)和變形演化過程描述研究區(qū)邊坡滑移-彎曲-剪切變形破壞模式,邊坡潛在的滑動面表征出上部為“平面”下部為“圓弧面”的平面復合形態(tài)。 (3)分析研究了層狀邊坡滑移彎曲破壞的受力機制,并對邊坡巖體變形的非線性特征,采用系統(tǒng)科學中的突變理論建立了層狀巖板結構系統(tǒng)的尖點突變模型,再現(xiàn)了作用力漸變導致邊坡系統(tǒng)狀態(tài)突變的災變過程。(4)基于研究區(qū)邊坡賦存的地質環(huán)境條件,采用物理模型試驗技術,建立了巖層傾角四十五度、五十度“一面坡”開挖模型與巖層傾角變化開挖模型,通過對開挖邊坡位移變化與位移矢量場變化特征進行分析,研究區(qū)邊坡開挖變形破壞模式為上部巖體順層滑移,中下部巖體受滑移擠壓產(chǎn)生彎曲變形,當變形程度超過巖體極限承載能力時,邊坡易沿彎曲變形曲率最大的路徑發(fā)生剪切破壞,潛在滑動面為上部平行臨空面的滑移面,下部類似圓弧的剪切面。 (5)對尖山磷礦層狀邊坡進行開挖數(shù)值分析,開挖邊坡引起邊坡巖體應力重新分布,坡面巖體出現(xiàn)了新的“應力平衡區(qū)域”,并且激活了原有被控制的對邊坡穩(wěn)定不利的因素,開挖面巖體應力的松弛和巖體中應力場的變化致使巖體產(chǎn)生變形。開挖邊坡使得巖層間阻滑力減小,層間相對運動增大,邊坡上部巖體沿層面呈現(xiàn)向下滑動趨勢,邊坡下部巖體受上部巖體擠壓作用產(chǎn)生側向臨空面的彎曲變形,受坡體內發(fā)育的結構面切割作用,彎曲變形巖體異常破碎,利于剪切面貫通擴展,邊坡滑移面與剪切面完全貫通,使得整體邊坡出現(xiàn)滑移-彎曲-剪切破壞,邊坡滑動面是上部近似平面與下部類似圓弧剪切面的組合。 (6)依據(jù)礦山深部開采技術條件,提出對尖山磷礦邊坡進行“頂部卸載、坑底內排”的控穩(wěn)對策,實現(xiàn)礦山安全、高效的生產(chǎn)。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：昆明理工大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TD871.3;TD771

【參考文獻】

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本文編號：1563019