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先锋煤矿采场北帮边坡滑坡分析与研究

作　者: 幸文宬
导　师: 杨溢
学　校: 昆明理工大学
专　业: 采矿工程
关键词: 露天煤矿采场边坡稳定性分析 FLAC3D 模型分析治理
分类号: TD824.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 49次
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内容摘要

在露天煤矿的生产过程中边坡的稳定和安全直接关系到矿山生产的安全,是保证矿山正常生产的先决条件。因此,边坡稳定性的安全分析对矿山的生产具有重要的意义。本文以先锋煤矿采场北帮边坡作为研究对象。经过岩土膨胀性分析得到北帮边坡的变形与滑移是因为边坡内含有大量膨胀性岩土。通过降雨量统计与现场边坡位移量监测得到边坡滑移量与降雨量之间存在紧密关系；因此本文以膨胀土在不同含水量时显现的不同物理力学参数为研究依据,通过现场剪切试验及室内不同含水量重塑试件剪切试验选取合理的数值模拟参数,应用FLAC3D软件对北帮边坡的稳定性进行了数值模拟。得到基于强度折减法理论计算出的边坡安全系数,基于莫尔-库伦屈服准则确定边坡塑性变形区、应力应变增量的变化状况。通过数值模拟分析,得到含有膨胀性岩土的北帮边坡在自重应力作用的非浸水状态及浸水状态下边坡稳定性差异。通过安全系数及应力应变增量云图的分析可知,含有膨胀土的边坡在水的作用下其力学参数值发生较大改变,使得边坡在浸水状态下表现出明显的整体滑移趋势。最后针对北帮边坡滑移变形特点简要提出边坡治理措施。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-10
插图和附表清单  10-13
第一章绪论  13-19
  1.1 课题的提出及研究意义  13-14
  1.2 边坡问题的研究现状  14-15
    1.2.1 边坡变形的特征  14
    1.2.2 稳定性分析方法  14-15
  1.3 露天矿山边坡稳定性研究概况  15-17
  1.4 研究的主要内容及方法  17-19
第二章工程背景及地质资料  19-29
  2.1 工程背景  19
  2.2 采场地质条件  19-21
    2.2.1 地形地貌  19-21
    2.2.2 地质构造  21
  2.3 矿区构造  21-23
    2.3.1 断裂  22
    2.3.2 褶皱  22-23
  2.4 区域地层岩性构成  23-24
    2.4.1 区域地层概况  23-24
    2.4.2 井田地层岩性概况  24
  2.5 水文地质条件  24-26
    2.5.1 区域水文  24
    2.5.2 区域地下水  24-26
  2.6 北帮边坡工程地质分区  26-28
  2.7 本章小结  28-29
第三章北帮边坡滑移变形研究  29-41
  3.1 引言  29
  3.2 北帮边坡滑移特征  29-31
    3.2.1 宏观变形特征  29-30
    3.2.2 微观变形特征  30-31
  3.3 滑坡的成因机制  31-33
    3.3.1 滑动面与斜坡稳定性的关系  31
    3.3.2 滑坡的发育阶段  31-32
    3.3.3 滑坡的特点  32-33
  3.4 滑坡的分类  33
    3.4.1 按滑动面特征划分  33
    3.4.2 按滑动性质划分  33
  3.5 北帮边坡滑坡变性因素分析  33-36
    3.5.1 地层岩性  33
    3.5.2 不良地质作用  33-34
    3.5.3 特殊性岩土  34-36
  3.6 水对北部帮破岩土体的作用分析  36-39
    3.6.1 地下水的作用  37-38
    3.6.2 降雨  38-39
  3.7 本章小结  39-41
第四章北帮边坡力学试验与分析  41-55
  4.1 含膨胀土边坡的失稳  41-43
    4.1.1 裂隙的产生和发展  41-42
    4.1.2 裂隙导致膨胀土边坡失稳  42-43
  4.2 北帮帮坡的膨胀土强度试验  43-44
    4.2.1 非饱和膨胀土的强度特征  43-44
    4.2.2 试验的目的  44
  4.3 试验内容  44-47
    4.3.1 试验方法  44
    4.3.2 试验地点的选择和试样的制备  44-46
    4.3.3 实验设备及加载控制  46
    4.3.4 试体破坏准则  46-47
    4.3.5 应力计算  47
  4.4 试验数据统计  47-53
  4.5 本章小结  53-55
第五章基于FLAC3D的边坡稳定性分析  55-71
  5.1 FLAC3D的简介  55-56
    5.1.1 FLAC 3D的优点  55
    5.1.2 FLAC3D的运算过程  55-56
  5.2 模型的建立与分析  56-62
    5.2.1 计算模型选取  56-61
    5.2.2 模型计算参数选取  61-62
  5.3 边坡安全系数的求解  62-64
    5.3.1 基于强度折减的安全系数定义  62
    5.3.2 强度折减法的基本原理  62-64
  5.4 计算结果与分析  64-70
    5.4.1 现状计算结果与分析  64-67
    5.4.2 五年后计算结果与分析  67-69
    5.4.3 安全系数分析  69-70
  5.5 本章小结  70-71
第六章边坡治理措施  71-75
  6.1 北帮边坡现阶段应急处理  71
  6.2 长远规划治理  71-73
    6.2.1 边坡排水  71-72
    6.2.2 力学平衡  72-73
  6.3 本章小结  73-75
第七章结论与展望  75-77
  7.1 结论  75
  7.2 展望  75-77
致谢  77-79
参考文献  79-83
附录攻读硕士期间发表论文目录  83

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