【摘要】：近年來,隨著露天礦開采范圍不斷擴(kuò)大,露天礦山邊坡巖體的穩(wěn)定性問題逐漸凸顯,給礦山安全高效開采帶來困難,然而對于節(jié)理變形機(jī)理與邊坡穩(wěn)定性之間關(guān)系的研究較少,因此研究不同節(jié)理參數(shù)下邊坡穩(wěn)定性變化及節(jié)理變形機(jī)理就顯得尤為重要。以河北鋼鐵集團(tuán)研山鐵礦節(jié)理巖質(zhì)邊坡作為研究對象,將理論分析與數(shù)值模擬相結(jié)合,研究了礦山邊坡節(jié)理發(fā)生剪切變形機(jī)理。通過實(shí)際地質(zhì)調(diào)查,采用Shape Metri X 3D進(jìn)行節(jié)理邊坡優(yōu)勢節(jié)理面統(tǒng)計(jì)分析,根據(jù)赤平極射投影方法和裂隙塊體的矢量運(yùn)算方法確定能夠產(chǎn)生關(guān)鍵塊體的優(yōu)勢結(jié)構(gòu)面分組。結(jié)合3DEC數(shù)值模擬,研究露天礦節(jié)理不同節(jié)理發(fā)育程度下邊坡的穩(wěn)定性。根據(jù)優(yōu)勢節(jié)理面組合情況,建立三維節(jié)理邊坡局部模型,分析關(guān)鍵塊體在不同滑動面參數(shù)下穩(wěn)定系數(shù)的變化情況,以此討論了礦山邊坡節(jié)理變形機(jī)理。研究表明:通過研山鐵礦實(shí)地采集巖石樣本,進(jìn)行巖石力學(xué)室內(nèi)試驗(yàn)測得節(jié)理巖石粘聚力為0.248MPa,內(nèi)摩擦角為27.31°,為建立三維節(jié)理邊坡模型提供基礎(chǔ),并且采用RMR法對節(jié)理巖體進(jìn)行質(zhì)量評價。由邊坡掃描儀收集到的節(jié)理裂隙產(chǎn)狀參數(shù)統(tǒng)計(jì)分析,得到四個優(yōu)勢節(jié)理面產(chǎn)狀,根據(jù)優(yōu)勢節(jié)理面的組合情況以及可動塊體的剩余滑動力情況,確定了三個能夠切割產(chǎn)生關(guān)鍵塊體的優(yōu)勢節(jié)理組合。通過分析3DEC數(shù)值模擬結(jié)果,露天邊坡中節(jié)理越發(fā)育,邊坡巖體越破碎,在重力作用下關(guān)鍵塊體產(chǎn)生朝坡面方向的位移越大,且最大位移量與單位長度測線上節(jié)理數(shù)目呈指數(shù)函數(shù)關(guān)系。當(dāng)滑動面傾角不斷增大(小于坡面角)時,關(guān)鍵塊體的穩(wěn)定性系數(shù)不斷減小,在滑動面傾角與邊坡坡面角平行時達(dá)到最小,此時節(jié)理面發(fā)生剪切滑動變形的程度最大。當(dāng)滑動面粘聚力和內(nèi)摩擦角增大時,關(guān)鍵塊體的穩(wěn)定性系數(shù)隨之增大,此時節(jié)理面由于關(guān)鍵塊體滑動而產(chǎn)生的剪切變形程度減小。
【圖文】：

部分完整巖石試件Fig.2Partofthecompleterockspecimen

圖 3 部分節(jié)理較發(fā)育試件Fig.3 Part of the more developed test pieces利用上面的公式計(jì)算巖石單軸抗壓強(qiáng)度，計(jì)算值取 2 位有效數(shù)字，所得計(jì)算結(jié)如表 1 所示。
【學(xué)位授予單位】：華北理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TD854.6

【參考文獻(xiàn)】

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1 王濤;孫其飛;周靖人;侯憲港;胡高建;;基于數(shù)字?jǐn)z影測量的結(jié)構(gòu)面、關(guān)鍵塊體確定及其三維重構(gòu)[J];露天采礦技術(shù);2015年05期

2 張航;王述紅;郭牡丹;袁國良;;巖體隧道三維建模及圍巖非連續(xù)變形動態(tài)分析[J];地下空間與工程學(xué)報(bào);2012年01期

3 羅建林;劉兵;;基于塊體理論巖體穩(wěn)定性分析及三維數(shù)值模擬研究[J];中國礦業(yè);2011年05期

4 張子新;廖一蕾;;基于塊體理論赤平解析法的地下水封油庫圍巖穩(wěn)定性分析[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2010年07期

5 巨能攀;趙建軍;黃潤秋;鄧輝;王彥東;;基于3DEC的邊坡塊體穩(wěn)定性分析[J];遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2009年06期

6 郭建峰;傅鶴林;周寧;;塊體理論在潛在崩塌體穩(wěn)定性分析中的應(yīng)用[J];中國地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報(bào);2006年03期

7 張奇華;;基于塊體加與塊體減算法的巖石塊體幾何形態(tài)分析[J];水利學(xué)報(bào);2006年04期

8 張奇華,鄔愛清;基于凹形區(qū)分類的塊體幾何形態(tài)分析方法[J];巖土工程學(xué)報(bào);2005年03期

9 張奇華,鄔愛清,石根華;關(guān)鍵塊體理論在百色水利樞紐地下廠房巖體穩(wěn)定性分析中的應(yīng)用[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2004年15期

10 張子新,孫鈞;塊體理論赤平解析法及其在硐室穩(wěn)定分析中的應(yīng)用[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2002年12期

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1 陳云娟;基于DDARF改進(jìn)方法的節(jié)理巖體穩(wěn)定性分析及控制[D];山東大學(xué);2015年

2 陳鵬宇;巖質(zhì)高邊坡坡體結(jié)構(gòu)特征分析與穩(wěn)定性研究[D];中國地質(zhì)大學(xué);2015年

3 李澤荃;基于關(guān)鍵塊體理論的節(jié)理巖體開挖概率穩(wěn)定分析研究[D];中國礦業(yè)大學(xué)（北京）;2014年

4 張奇華;塊體理論的應(yīng)用基礎(chǔ)研究與軟件開發(fā)[D];武漢大學(xué);2004年

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1 鄭楠;巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性的數(shù)值分析及其應(yīng)用[D];大連理工大學(xué);2013年

2 王雋;塊體理論分析與軟件開發(fā)[D];同濟(jì)大學(xué);2008年

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本文編號：2631661