本文選題：排土場 + 邊坡穩(wěn)定　； 參考：《石家莊鐵道大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：礦山排土場,又稱為廢石場,即事先指定的用來集中堆置礦山采礦時產(chǎn)生的廢棄物的場所。近年來,隨著我國采礦業(yè)的快速發(fā)展,采礦技術(shù)有了很大的提高。大型露天礦發(fā)展使得礦山排土場容積逐漸增大,從而占地區(qū)域也越來越大,為了提高礦山企業(yè)經(jīng)濟效益和減少礦山排土場區(qū)面積,許多礦業(yè)企業(yè)最大限度地利用現(xiàn)有的礦山排土場來增加其堆積高度。礦山排土場是人工堆積體,也是大氣降雨的滯水和蓄水體。大氣降雨的入滲將改變排土場邊坡內(nèi)部的滲流場,從而引起邊坡內(nèi)部水荷載的增大,也大大降低了邊坡堆積物料之間的摩擦力,這是雨季排土場邊坡失穩(wěn)的重要原因,所以研究降雨對排土場穩(wěn)定性的影響是極其有必要的�？偨Y(jié)許多工程實例,坡頂出現(xiàn)大量豎向張拉裂縫是土質(zhì)邊坡失穩(wěn)破壞的一個鮮明的前兆。張拉裂縫會降低邊坡的穩(wěn)定性,最終導(dǎo)致邊坡破壞。邊坡裂縫的形成和發(fā)展,對礦山排土場的安全產(chǎn)生了較大的影響。礦山排土場一旦失穩(wěn),不僅會影響到露天采礦場和排土場的正常生產(chǎn),還會危及人員和設(shè)備的生命財產(chǎn)安全。如何提高礦山排土場壩體穩(wěn)定性已經(jīng)成為亟待解決的問題。本文旨在研究露天礦排土場邊坡在降雨以及坡頂豎向裂縫影響下的穩(wěn)定性,并將分析結(jié)果應(yīng)用于某排土場工程實例,得出降雨及坡頂豎向拉力縫對排土場邊坡穩(wěn)定性的影響規(guī)律,實現(xiàn)安全性與庫容量的雙贏。在此背景下,本論文進行了以下有益的工作:(1)系統(tǒng)的介紹有限元強度折減法的基本原理,詳細說明了使用此原理分析邊坡穩(wěn)定性的優(yōu)點以及使用該有限元方法對邊坡進行穩(wěn)定性分析時判斷邊坡整體失穩(wěn)的主要依據(jù)。(2)基于有限元強度折減法,結(jié)合河北省承德市某排土場工程實例,采用有限元軟件Midas/GTS對正常工況和暴雨工況下的排土場邊坡進行了數(shù)值模擬分析,將各時段降雨入滲的瞬態(tài)滲流場與邊坡穩(wěn)定性分析結(jié)合起來并將其運用到礦山排土場邊坡穩(wěn)定性計算中,得到該排土場邊坡在自重和降雨作用下的應(yīng)力、剪切應(yīng)變等等值線云圖,利用邊坡整體失穩(wěn)的判據(jù)確定該邊坡最危險滑面的位置、形狀以及整體失穩(wěn)時的穩(wěn)定性安全系數(shù)。(3)根據(jù)極限平衡法中的瑞典法和Bishop方法,運用邊坡穩(wěn)定性分析軟件STAB2005對坡頂存在豎向張拉裂縫的排土場邊坡進行了穩(wěn)定性分析。分析計算出了在保持最危險滑裂面形狀不變的情況下排土場邊坡最危險張拉裂縫位置及穩(wěn)定性安全系數(shù)的變化規(guī)律。(4)經(jīng)過強度折減法、瑞典法和Bishop方法計算結(jié)果的對比,考證了有限元方法在邊坡穩(wěn)定性分析中的優(yōu)越性和嚴格性。
[Abstract]:A mine dump, also known as a waste quarry, is a pre-designated site for the concentration of wastes generated by mining in a mine. In recent years, with the rapid development of mining industry in China, mining technology has been greatly improved. The development of large open pit mine makes the volume of mine dump increase gradually, and the area of mine dump becomes larger and larger. In order to improve the economic benefit of mine enterprises and reduce the area of mine dump area, Many mining enterprises maximize the use of existing mine dump to increase their accumulation height. Mine dump is an artificial accumulator, and also a reservoir of water and water for atmospheric rainfall. The infiltration of atmospheric rainfall will change the seepage field inside the dump slope, which will cause the increase of the water load inside the slope and greatly reduce the friction between the accumulated materials of the slope, which is an important reason for the instability of the dump slope in the rainy season. So it is necessary to study the effect of rainfall on dump stability. Summing up many engineering examples, a large number of vertical tensile cracks on the top of the slope are a clear precursor to the failure of soil slope. Tension cracks will reduce the stability of the slope and eventually lead to slope failure. The formation and development of slope cracks have a great influence on the safety of mine dump. Once the mine dump is unstable, it will not only affect the normal production of open pit and dump, but also endanger the life and property safety of personnel and equipment. How to improve the stability of mine dump dam has become an urgent problem. The purpose of this paper is to study the slope stability of open-pit dump under the influence of rainfall and vertical cracks at the top of the slope, and to apply the analysis results to an engineering example of a dump. The influence of rainfall and vertical tension joint on slope stability of dump is obtained, and the security and reservoir capacity are realized. Under this background, this paper has carried on the following beneficial work: 1) the system introduces the finite element strength reduction method basic principle, The advantages of using this principle to analyze the slope stability and the main basis for judging the overall instability of the slope by using the finite element method are described in detail.) the strength reduction method based on the finite element method is used to determine the overall instability of the slope. Combined with the engineering example of a dump in Chengde City, Hebei Province, the slope of the dump under normal and rainstorm conditions was simulated and analyzed by using finite element software Midas/GTS. Combining the transient seepage field of rainfall infiltration with slope stability analysis and applying it to the calculation of slope stability of mine dump, the stress of the dump slope under the action of self-weight and rainfall is obtained. According to the Swedish method and Bishop method of limit equilibrium method, the position and shape of the most dangerous sliding surface of the slope are determined by using the criterion of overall instability of the slope, such as the isoline cloud diagram of shear strain, and the safety factor of the stability of the slope when the whole slope is unstable is determined by using the Swedish method and the Bishop method in the limit equilibrium method. The slope stability analysis software STAB2005 is used to analyze the stability of the dump slope with vertical tension cracks on the top of the slope. Under the condition that the shape of the most dangerous sliding crack surface is kept unchanged, the variation law of the most dangerous tension crack position and the stability safety factor of the dump slope is calculated. The results of the strength reduction method, the Swedish method and the Bishop method are compared by the strength reduction method, the Swedish method and the Bishop method. The superiority and strictness of finite element method in slope stability analysis are studied.
【學(xué)位授予單位】：石家莊鐵道大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TD854.7;TU43

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本文編號：1928744