隨著我國礦山露天采場的大量建設(shè),采坑邊坡穩(wěn)定性的分析與失穩(wěn)防治工作日益迫切。本文以河北省三友石灰?guī)r礦區(qū)順層巖質(zhì)邊坡為研究對象,基于顆粒流法,分析了不同節(jié)理發(fā)育特征因素對巖質(zhì)邊坡破壞模式的影響,并開展了邊坡運動過程及破壞機理的數(shù)值模擬分析,最后借助數(shù)值模擬方法分析了邊坡的加固支護效果。論文主要研究內(nèi)容與成果如下:（1）對研究區(qū)進行了野外地質(zhì)調(diào)查,充分掌握了該區(qū)的自然地理環(huán)境、地質(zhì)構(gòu)造等地質(zhì)條件狀況;采用赤平投影法和Sarma極限平衡法對邊坡進行了穩(wěn)定性分析,認為邊坡目前處于欠穩(wěn)定狀態(tài),且邊坡內(nèi)尚存在軟弱夾層和大型張節(jié)理,加之爆破振動荷載等因素影響,邊坡容易產(chǎn)生失穩(wěn)破壞。（2）基于PFC^2D程序,采用光滑節(jié)理模型,通過弱化巖質(zhì)邊坡中節(jié)理處顆粒的粘結(jié)強度方式,分析了節(jié)理巖質(zhì)邊坡軟弱結(jié)構(gòu)面對穩(wěn)定性的影響。得出了不同節(jié)理傾角、貫通度、間距、巖橋傾角、邊坡坡角和巖層傾角因素對邊坡穩(wěn)定性和破壞模式的影響規(guī)律。（3）通過單軸壓縮試驗標(biāo)定了邊坡完整巖體細觀參數(shù),節(jié)理面直剪試驗標(biāo)定了節(jié)理力學(xué)參數(shù);基于PFC^2D程序建立含節(jié)理裂隙網(wǎng)絡(luò)的巖質(zhì)邊坡的模型,通過對模型中... 

【文章來源】：西安科技大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

研究區(qū)交通位置圖

西安科技大學(xué)碩士學(xué)位論文8圖2.2三友礦區(qū)衛(wèi)星影像圖（1）氣象三友礦區(qū)位于北半球，屬于暖溫帶半濕潤季風(fēng)型大陸氣候，具有冬季寒冷干燥、夏季炎熱多雨的氣候特點。礦區(qū)冬季多偏西北風(fēng)，夏季多為偏南風(fēng)，春秋季節(jié)風(fēng)向多變，冬夏季節(jié)冷熱明顯，年平均氣溫約11.3℃。由于季風(fēng)氣候的影響，礦區(qū)降雨大多集中在7月至8月，年平均降雨量為606.4mm，礦區(qū)一般在10月下旬易發(fā)生霜凍，霜凍持續(xù)平均時長在171~189天，造成的最大凍土深度為0.8m。（2）水文三友礦區(qū)內(nèi)主要河流有沙河、石榴河和陡河，區(qū)域分布范圍東起雷莊西北部的巍峰山，西至陡河水庫南部山區(qū)，北自燕山山區(qū)，南到?jīng)_積平原。由于地貌及構(gòu)造條件的控制，使開平盆地形成了獨特的水文地質(zhì)特征。沙河為區(qū)內(nèi)較大的季節(jié)性河流，流向自北向南并流經(jīng)礦區(qū)東部，干旱時期流量較小甚至干涸。石榴河自北東向南西流經(jīng)盆地中央發(fā)源于三友礦區(qū)附近，水源主要來源于周邊的煤礦坑道排水及雨季山地坡面流水，雨季泉水從地下涌出使流量大增。陡河有管河和泉水河兩條支流，自北向南匯合于雙橋附近。三友礦區(qū)露天采場區(qū)所覆蓋的第四系土壤層較薄，巖性多為奧陶系石灰?guī)r，地表基巖多處于裸露及半裸露狀態(tài)，大氣降水對水位變化影響較大，易發(fā)生水災(zāi)。奧陶系石灰?guī)r水和煤系地層水受大氣降水影響和控制，雨季大雨和暴雨對沿石灰?guī)r層間切割形成地表徑流、季節(jié)性河流及河谷大量灌漏。周邊煤礦的長期開采導(dǎo)致礦區(qū)內(nèi)的部分地面出現(xiàn)很多的裂縫和塌陷坑，水流極易通過灌溉的方式沿著地裂縫、裂隙、巖層間隙對石灰?guī)r地下水位進行補給。因此，在降雨之后礦區(qū)的水位會迅速回升，在豐水年表現(xiàn)更為明顯，奧灰?guī)r溶水在雨季涌水量可增加40％左右，煤系地層水在雨季涌水量可增加50％以上，水位標(biāo)高可達+45m~70m。在露天開采條件下

2研究區(qū)工程地質(zhì)概況9部分露天采場的區(qū)域，但持續(xù)時間較短。當(dāng)水位在+40m水平以下時會造成水害，對礦床開采產(chǎn)生危害。礦區(qū)內(nèi)礦石與圍巖皆為碳酸鹽巖，屬裂隙巖溶礦床，其石灰?guī)r含水層含水較豐富，但因周邊煤礦長期排水，使石灰?guī)r地下水位大幅度下降，處于疏干～半疏干狀態(tài)，水文地質(zhì)條件較簡單。三友礦區(qū)的地下水類型基本為裂隙承壓水，地下水補給主要來源為大氣降雨，同時西北部的陡河水庫也有一定的補給作用。2.2礦區(qū)地質(zhì)條件2.2.1礦區(qū)地質(zhì)背景（1）地層與巖性礦區(qū)內(nèi)主要出露的地層為奧陶系、石炭系、二疊系和第四系。石灰?guī)r礦體主要賦存于淺褐灰色的奧陶系上馬家溝組中段（O2m22）地層中。奧陶系主要馬家溝組、亮甲山組和冶里組。石炭系分為唐山組、開平組和趙各莊組。（2）地質(zhì)構(gòu)造及地震①構(gòu)造單元及褶皺構(gòu)造礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造單元為開平向斜北西翼，地層整體走向北東向。礦區(qū)內(nèi)地層受北西向水平側(cè)壓力作用變陡，部分地層倒轉(zhuǎn)產(chǎn)生壓扭、張扭斷裂以及牽引褶曲。礦區(qū)構(gòu)造分布見圖2.3。圖2.3三友礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造圖經(jīng)實地調(diào)查發(fā)現(xiàn)，礦區(qū)具備一定規(guī)模的斷層約20條，走向以NNW~NNE為主，大部分與地層走向垂直，存在水平方向的位移且分布間隔基本相等，少部分與地層走向平

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3502500