發(fā)布時間：2017-09-06 16:52

  本文關(guān)鍵詞：礦聯(lián)井口上方邊坡加固前后穩(wěn)定性對比分析

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【摘要】：邊坡工程穩(wěn)定性研究是涉及技術(shù)、經(jīng)濟(jì)及安全生產(chǎn)等諸多因素的復(fù)雜系統(tǒng)工程。煤炭資源在我國能源結(jié)構(gòu)中占據(jù)重要地位,為滿足煤炭的需求量,露天煤礦開采由淺層開采到深層開采轉(zhuǎn)變,山坡型露天開采到深凹型露天開采,這期間形成的高陡邊坡,其穩(wěn)定性威脅到礦區(qū)安全生產(chǎn)和正常生活,所以高陡露天礦邊坡的穩(wěn)定性研究具有十分重要的意義。本文以平朔露天煤礦礦聯(lián)井口上方邊坡為工程研究對象,采用理論分析和數(shù)值模擬手段,開展了邊坡加固前后的穩(wěn)定性分析,并提出加固優(yōu)化措施。(1)結(jié)合該露天礦邊坡的地質(zhì)特點(diǎn)和現(xiàn)狀,分析研究影響邊坡穩(wěn)定性的因素,主要包括地層巖性、巖土體結(jié)構(gòu)、降雨、風(fēng)化作用、地震、邊坡表面植被、露井開采方式等。從邊坡自身因素和外界因素兩個方面簡要分析了研究區(qū)邊坡現(xiàn)階段存在的問題和隱患,為邊坡穩(wěn)定性的進(jìn)一步分析提供基礎(chǔ)。(2)基于極限平衡法分析邊坡的穩(wěn)定性,比較Bishop法、Janbu法、Spencer法三種方法的優(yōu)缺點(diǎn)。采用SLIDE軟件計(jì)算邊坡安全系數(shù),通過比較分析發(fā)現(xiàn)Bishop法比較適合該邊坡,所求安全系數(shù)小于規(guī)范值,表明邊坡穩(wěn)定性較差,安全儲備不足。通過分析c、φ值對邊坡安全系數(shù)的敏感程度,發(fā)現(xiàn)泥砂互層敏感性最高,單獨(dú)對破碎風(fēng)化帶分析后,發(fā)現(xiàn)φ的影響程度大于c。(3)邊坡加固應(yīng)用預(yù)應(yīng)力錨索系統(tǒng),采用不平衡推力法計(jì)算邊坡滑坡推力,計(jì)算得出單根錨索合理的軸力設(shè)計(jì)值,同時計(jì)算錨索截面、錨固段長度、自由段長度,并對錨索傾角進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),結(jié)合規(guī)范和工程實(shí)際取值。在此基礎(chǔ)上借助削坡減載、排水、生態(tài)護(hù)坡綜合防治手段,防止非主導(dǎo)因素引起的邊坡破壞。(4)分別借助FLAC~(3D)與極限平衡法開展邊坡加固前的穩(wěn)定性計(jì)算,并對二者計(jì)算進(jìn)行了對比,發(fā)現(xiàn)兩種方法得到的安全系數(shù)和危險(xiǎn)滑動面基本一致。(5)對預(yù)應(yīng)力錨索加固后的邊坡,應(yīng)用FLAC~(3D)進(jìn)行分析,邊坡水平位移明顯減小,幾乎為零;計(jì)算邊坡安全系數(shù),發(fā)現(xiàn)高于規(guī)范值,說明邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài),具有較高的安全儲備強(qiáng)度。對臨界狀態(tài)的應(yīng)力,應(yīng)變分析表明,邊坡中部臺階處出現(xiàn)塑性貫通區(qū),故錨索加固位置予以改進(jìn)處理,以提高邊坡的穩(wěn)定性。(6)通過FLAC~(3D)數(shù)值模擬分析錨索不同加固角與邊坡安全系數(shù)的關(guān)系,并作出擬合曲線,確定最合適的錨索加固傾角。
【關(guān)鍵詞】：露天礦邊坡 加固 邊坡穩(wěn)定性 預(yù)應(yīng)力錨索 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：青島理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TD824.72
【目錄】：

• 摘要9-11
• ABSTRACT11-13
• 第1章 緒論13-21
• 1.1 課題研究背景、目的及意義13-14
• 1.1.1 研究背景13-14
• 1.1.2 研究目的及意義14
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-19
• 1.2.1 露天礦邊坡工程研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.2 邊坡穩(wěn)定性分析方法研究現(xiàn)狀15-18
• 1.2.3 邊坡加固研究現(xiàn)狀18-19
• 1.3 研究內(nèi)容、方法及創(chuàng)新點(diǎn)19
• 1.3.1 研究內(nèi)容、方法19
• 1.3.2 創(chuàng)新點(diǎn)19
• 1.4 研究技術(shù)路線19-21
• 第2章 邊坡工程背景及穩(wěn)定性影響因素分析21-31
• 2.1 工程概況21-22
• 2.2 工程地質(zhì)條件22-25
• 2.2.1 地層分布特征22
• 2.2.2 礦區(qū)巖體結(jié)構(gòu)類型22-23
• 2.2.3 地質(zhì)構(gòu)造23
• 2.2.4 水文地質(zhì)概況23-25
• 2.2.5 地震烈度25
• 2.3 礦聯(lián)井口上方邊坡穩(wěn)定性影響因素分析研究25-29
• 2.3.1 巖體結(jié)構(gòu)特征25-26
• 2.3.2 自然營力作用26-28
• 2.3.3 表面植被28
• 2.3.4 開采方式28-29
• 2.4 本章小結(jié)29-31
• 第3章 基于極限平衡法的邊坡穩(wěn)定性計(jì)算分析31-49
• 3.1 極限平衡法基本原理與方法31-40
• 3.1.1 極限平衡法的簡介31
• 3.1.2 極限平衡法的理論基礎(chǔ)31-34
• 3.1.3 極限平衡條分法34-40
• 3.2 計(jì)算模型建立及安全系數(shù)選取40-42
• 3.2.1 SLIDE簡介40-41
• 3.2.2 邊坡巖土體物理力學(xué)參數(shù)選取41
• 3.2.3 極限平衡分析方法41
• 3.2.4 安全系數(shù)選取及穩(wěn)定性判斷41
• 3.2.5 邊坡數(shù)值模型的建立41-42
• 3.3 基于SLIDE的邊坡穩(wěn)定性計(jì)算分析42-46
• 3.3.1 不同方法對比分析邊坡穩(wěn)定性42-44
• 3.3.2 邊坡中破碎風(fēng)化帶參數(shù)敏感性分析44-45
• 3.3.3 粘聚力、內(nèi)摩擦角參數(shù)對邊坡安全系數(shù)的影響45-46
• 3.4 本章小結(jié)46-49
• 第4章 礦聯(lián)井口上方邊坡加固設(shè)計(jì)49-63
• 4.1 錨索在邊坡加固中的應(yīng)用49-51
• 4.1.1 錨索優(yōu)點(diǎn)49
• 4.1.2 錨索及漿體材料的力學(xué)特性49-50
• 4.1.3 錨索在邊坡加固中的應(yīng)用50
• 4.1.4 預(yù)應(yīng)力錨索加固邊坡原理50-51
• 4.2 邊坡錨索加固設(shè)計(jì)51-60
• 4.2.1 錨桿索的設(shè)計(jì)步驟51-52
• 4.2.2 邊坡滑坡推力計(jì)算52-56
• 4.2.3 錨桿索加固設(shè)計(jì)計(jì)算56-60
• 4.3 輔助治理措施60-61
• 4.4 本章小結(jié)61-63
• 第5章 礦聯(lián)井口上方邊坡加固數(shù)值模擬分析63-79
• 5.1 數(shù)值模擬構(gòu)件及模擬方案選取63-67
• 5.1.1 數(shù)值模擬構(gòu)建63-66
• 5.1.2 模擬方案的制定66-67
• 5.2 邊坡加固前后穩(wěn)定性對比分析67-74
• 5.2.1 天然狀態(tài)下邊坡穩(wěn)定性分析67-71
• 5.2.2 加固后邊坡穩(wěn)定性分析71-74
• 5.3 邊坡加固優(yōu)化設(shè)計(jì)74-77
• 5.3.1 分析錨索不同加固角對邊坡穩(wěn)定性影響74-76
• 5.3.2 錨索加固位置的優(yōu)化76-77
• 5.4 本章小結(jié)77-79
• 第6章 結(jié)論與展望79-81
• 6.1 結(jié)論79-80
• 6.2 展望80-81
• 參考文獻(xiàn)81-85
• 攻讀碩士學(xué)位期間論文發(fā)表情況及科研情況85-86
• 致謝86

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3 楊偉,林義華,楊建國;四川廣元108國道某邊坡的穩(wěn)定性分析和對策研究[J];地質(zhì)災(zāi)害與環(huán)境保護(hù);2005年03期

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6 趙靜波;李莉;高謙;;邊坡變形預(yù)測的灰色理論研究與應(yīng)用[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2005年S2期

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本文編號：804309