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宝日希勒露天煤矿软岩边坡稳定性研究

作　者: 田树昆
导　师: 曹兰柱
学　校: 辽宁工程技术大学
专　业: 采矿工程
关键词: 露天矿软岩边坡数值模拟刚体极限预应力锚索
分类号: TD824.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 98次
引　用: 1次
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内容摘要

随着露天煤矿建设与开采的发展,边坡稳定性问题愈趋突出,尤以软岩边坡变形失稳最为常见。虽然软岩边坡稳定性研究已有一段历史,但仍处于滞后状态,未能满足现代矿山生产对边坡稳定性的要求。我国近年来在内蒙古地区开发的几个大型露天煤矿,均属软岩边坡,其稳定性已成为影响露天矿山安全生产和提高经济效益的主要因素之一。论文以宝日希勒露天煤矿为依托,根据水文地质、工程地质的勘探结果,分析了地层结构及岩性、地下水等因素对边坡稳定性的影响,分析了宝日希勒露天煤矿南帮软岩边坡的潜在破坏模式;系统分析了软岩的物理力学特性,建立了软岩的本构模型;应用刚体极限平衡法确定了露天矿南帮合理的最终帮坡角,采用FLAC3D对软岩边坡的稳定性进行了数值模拟,阐明了边坡岩体应力场的演变规律,揭示了软岩边坡的滑坡机理,确定了滑坡模式为拉裂—剪切—滑移式。依据计算模拟结果,提出相应的大型预应力锚索加固边坡的防治措施。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-11
1 绪论  11-15
  1.1 论文提出的科学依据及意义  11
  1.2 国内外研究现状与发展趋势  11-12
    1.2.1 国内研究历史及现状  11-12
    1.2.2 国外研究历史及现状  12
  1.3 本文研究的内容与方法  12-14
    1.3.1 本文研究的主要内容  12-13
    1.3.2 本文的研究方法  13-14
  1.4 论文的技术路线  14-15
2 矿区概况及工程地质条件  15-21
  2.1 位置与交通  15
  2.2 地形地貌及气候条件  15
  2.3 煤岩赋存条件  15-16
    2.3.1 地层  15-16
    2.3.2 煤层  16
  2.4 边坡岩体工程地质特征  16-19
    2.4.1 地层工程地质特征  16-17
    2.4.2 煤层顶底板工程地质特征  17-19
  2.5 矿区水文地质特征  19-20
    2.5.1 第四系孔隙潜水含水层  19-20
    2.5.2 裂隙——孔隙承压含水层  20
  2.6 小结  20-21
3 软岩边坡稳定性影响因素及破坏模式  21-39
  3.1 影响软岩边坡稳定性的因素  21-22
  3.2 软岩边坡岩体的工程地质特征  22-32
    3.2.1 软岩的定义及分类  22-25
    3.2.2 软岩的物理力学特征  25-27
    3.2.3 软岩的工程力学特征  27-30
    3.2.4 软岩的本构模型  30-32
  3.3 软岩边坡变形破坏模式  32-37
    3.3.1 软岩边坡变形破坏规律  32-33
    3.3.2 软岩边坡变形的力学机制  33-35
    3.3.3 软岩边坡变形破坏机制及演化过程  35-37
  3.4 宝日希勒南帮软岩边坡影响因素及变形特点  37-38
  3.5 小结  38-39
4 宝矿南帮软岩边坡刚体极限平衡分析  39-44
  4.1 刚体极限平衡法基本原则  39-40
  4.2 安全储备系数及物理力学指标的确定  40
  4.3 南27 剖面稳定性分析  40-43
  4.4 小结  43-44
5 宝矿南帮软岩边坡FLAC3D 模拟  44-58
  5.1 FLAC3D 简介  44
  5.2 FLAC3D 理论基础  44-46
    5.2.1 FLAC3D 弹性及塑性模型简介  44-45
    5.2.2 强度折减法的计算原理  45-46
    5.2.3 强度折减法中边坡失稳的判据  46
  5.3 数值模型的创建及模拟计算  46-48
    5.3.1 本构模型的选取  46
    5.3.2 数值模型的建立  46-48
    5.3.3 计算参数的确定  48
  5.4 数值模拟结果分析  48-57
    5.4.1 应力分析  49-52
    5.4.2 位移分析  52-53
    5.4.3 应力监测分析  53-57
  5.5 小结  57-58
6 软岩边坡稳定性分析成果与控制措施  58-66
  6.1 刚体极限分析与数值模拟结果比较  58-59
  6.2 边坡稳定性控制方法  59-60
  6.3 预应力锚索加固措施分析  60-65
    6.3.1 预应力锚索加固方案的确定  60
    6.3.2 预应力锚索加固原理及设计方法  60-64
    6.3.3 边坡预应力锚索加固刚体极限平衡分析  64-65
  6.4 小结  65-66
7 结论与展望  66-67
  7.1 结论  66
  7.2 展望  66-67
参考文献  67-69
作者简历  69-71
学位论文数据集  71-72

宝日希勒露天煤矿软岩边坡稳定性研究

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