本文選題：層狀邊坡　切入點(diǎn)：變形機(jī)理　出處：《昆明理工大學(xué)》2014年博士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】：層狀邊坡由于巖體結(jié)構(gòu)的成層特性,其破壞機(jī)理與失穩(wěn)模式也有別于其它巖質(zhì)邊坡。尖山磷礦層狀邊坡在過(guò)往采礦活動(dòng)中,受工程開(kāi)挖擾動(dòng)及外營(yíng)力作用影響,于不同開(kāi)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(duì)象,重視露天礦開(kāi)采技術(shù)條件及邊坡巖體力學(xué)特性分析,結(jié)合工程巖體穩(wěn)定性分析、邊坡動(dòng)力演化試驗(yàn)和數(shù)值分析方法對(duì)邊坡開(kāi)挖變形破壞機(jī)理與失穩(wěn)模式開(kāi)展深入研究,并提出相應(yīng)的邊坡穩(wěn)定性控制對(duì)策。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、理論分析和試驗(yàn)研究,主要取得如下研究成果： (1)結(jié)合尖山磷礦露天開(kāi)采技術(shù)條件,劃分工程邊坡巖體,采用測(cè)線(xiàn)法對(duì)工程巖體隨機(jī)結(jié)構(gòu)面性狀進(jìn)行分析,指出影響邊坡穩(wěn)定的巖體優(yōu)勢(shì)結(jié)構(gòu)面所在。在研究區(qū)工程巖體質(zhì)量分級(jí)的基礎(chǔ)上,采用巖體聲波測(cè)試技術(shù)和巖體塊度指標(biāo)RBI對(duì)工程巖體完整性及結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行評(píng)價(jià),并由此確定了邊坡保留巖體的擾動(dòng)范圍與擾動(dòng)系數(shù)D值。借助廣義Hoek-Brown強(qiáng)度準(zhǔn)則估算邊坡巖體力學(xué)參數(shù),并對(duì)邊坡關(guān)鍵巖體進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)原位直剪試驗(yàn),綜合確定了邊坡宏觀(guān)巖體力學(xué)參數(shù)。 (2)基于層狀邊坡工程分類(lèi)特征,分析了不同坡體結(jié)構(gòu)與巖性組合特征的層狀邊坡變形機(jī)理和潛在失穩(wěn)模式。從邊坡應(yīng)力狀態(tài)和變形演化過(guò)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(dòng)面表征出上部為“平面”下部為“圓弧面”的平面復(fù)合形態(tài)。 (3)分析研究了層狀邊坡滑移彎曲破壞的受力機(jī)制,并對(duì)邊坡巖體變形的非線(xiàn)性特征,采用系統(tǒng)科學(xué)中的突變理論建立了層狀巖板結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的尖點(diǎn)突變模型,再現(xiàn)了作用力漸變導(dǎo)致邊坡系統(tǒng)狀態(tài)突變的災(zāi)變過(guò)程。(4)基于研究區(qū)邊坡賦存的地質(zhì)環(huán)境條件,采用物理模型試驗(yàn)技術(shù),建立了巖層傾角四十五度、五十度“一面坡”開(kāi)挖模型與巖層傾角變化開(kāi)挖模型,通過(guò)對(duì)開(kāi)挖邊坡位移變化與位移矢量場(chǎng)變化特征進(jìn)行分析,研究區(qū)邊坡開(kāi)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(dāng)變形程度超過(guò)巖體極限承載能力時(shí),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(dòng)面為上部平行臨空面的滑移面,下部類(lèi)似圓弧的剪切面。 (5)對(duì)尖山磷礦層狀邊坡進(jìn)行開(kāi)挖數(shù)值分析,開(kāi)挖邊坡引起邊坡巖體應(yīng)力重新分布,坡面巖體出現(xiàn)了新的“應(yīng)力平衡區(qū)域”,并且激活了原有被控制的對(duì)邊坡穩(wěn)定不利的因素,開(kāi)挖面巖體應(yīng)力的松弛和巖體中應(yīng)力場(chǎng)的變化致使巖體產(chǎn)生變形。開(kāi)挖邊坡使得巖層間阻滑力減小,層間相對(duì)運(yùn)動(dòng)增大,邊坡上部巖體沿層面呈現(xiàn)向下滑動(dòng)趨勢(shì),邊坡下部巖體受上部巖體擠壓作用產(chǎn)生側(cè)向臨空面的彎曲變形,受坡體內(nèi)發(fā)育的結(jié)構(gòu)面切割作用,彎曲變形巖體異常破碎,利于剪切面貫通擴(kuò)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(dòng)面是上部近似平面與下部類(lèi)似圓弧剪切面的組合。 (6)依據(jù)礦山深部開(kāi)采技術(shù)條件,提出對(duì)尖山磷礦邊坡進(jìn)行“頂部卸載、坑底內(nèi)排”的控穩(wěn)對(duì)策,實(shí)現(xiàn)礦山安全、高效的生產(chǎn)。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TD871.3;TD771

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1563019