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某露采矿区千枚岩岩体边坡稳定性研究

作　者: 陶晓晨
导　师: 赵奎
学　校: 江西理工大学
专　业: 岩土工程
关键词: 赤平投影法 岩体抗剪强度参数 极限平衡法 渗流场和应力场
分类号: TD804
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


露天采矿边坡中，滑坡灾害是最为常见的一种地质灾害，严重威胁着采矿安全，并给经济带来很大损失。所以，为了确保露天采矿的安全进行和节约其成本，必须对露采边坡稳定性进行研究。露采边坡的稳定性受到岩体抗剪强度的直接影响，而岩体抗剪强度参数必须要以岩石的相应参数为基础来得出，所以为了研究边坡的稳定性，就必须从岩石的室内试验开始。不仅如此，由于矿区边坡处于复杂的自然条件下，常年遭受雨水的冲刷，渗流是不可或缺的一条影响因素，而渗流场与应力场的共同作用，更加造成了边坡稳定性研究的复杂性。本文的研究对象是某矿区露采西边坡和东北边坡，从岩体的结构特征调查开始，多次进行室内试验，结合受结构面控制和渗透压影响两方面，分析边坡的稳定性，具体研究内容如下：（1）利用测线法测量边坡结构面参数，并得出岩体的RQD值，再使用岩层探测技术深入了解露采边坡的内部结构，为赤平投影法识别边坡失稳模式和计算楔体稳定性系数打下了基础。（2）通过岩石室内试验得出岩石抗剪强度和渗透系数等重要参数，然后根据RMR岩体分类法确定岩体的RMR值，再通过Hoek-Brown估算法，量化地拟合出正应力和剪应力之间关系的回归方程，最终确定边坡岩体的抗剪强度参数。（3）对于边坡结构面统计进行分析，确定优势结构面，利用赤平投影法识别边坡失稳模式，再利用极限平衡法，对可能出现的楔体进行稳定性计算，得出其稳定性系数，最终分析受结构面控制的边坡稳定性。（4）利用软件GEO-Studio中的seep、slope以及sigma对研究矿区的东北边坡和西边坡进行建模，利用极限平衡法，模拟边坡在应力场以及渗流场共同作用下，对其不同开挖深度时的边坡稳定性进行分析。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章 绪论  8-15
  1.1 边坡稳定性研究的意义  8-10
    1.1.1 引言  8
    1.1.2 边坡失稳的因素和规律  8-10
  1.2 国内外边坡稳定性研究的方法  10-12
  1.3 课题来源  12
  1.4 研究内容、技术路线及研究目标  12-15
    1.4.1 研究目标  12
    1.4.2 研究内容  12-13
    1.4.3 技术路线  13-15
第二章 岩体结构特征调查与岩体参数获取  15-33
  2.1 岩体结构特征调查  15-20
    2.1.1 测线法  15-17
    2.1.2 岩层探测  17-20
  2.2 室内岩石渗透压试验  20-23
    2.2.1 试验原理及装置  20-21
    2.2.2 样品制备  21-22
    2.2.3 试验过程  22
    2.2.4 计算结果  22-23
  2.3 岩石室内力学试验  23-30
    2.3.1 岩石力学参数实验的意义及试样的基础资料  23-24
    2.3.2 千枚岩物理参数试验  24-25
    2.3.3 千枚岩单轴压缩试验  25-27
    2.3.4 千枚岩剪切试验  27-29
    2.3.5 饱和状态下千枚岩力学性质和参数研究  29-30
  2.4 岩体抗剪强度参数研究  30-32
    2.4.1 RMR 岩体分类法  30
    2.4.2 Hoek-Brown 估算法计算岩体参数  30-32
  2.5 小结  32-33
第三章 受结构面控制的边坡稳定性分析  33-51
  3.1 岩体结构面统计  33-38
    3.1.1 西边坡结构面统计  33-35
    3.1.2 东北边坡结构面统计  35-38
  3.2 优势结构面的确定  38-39
  3.3 赤平投影法识别边坡失稳模式  39-43
    3.3.1 西边坡  39-41
    3.3.2 东北边坡  41-43
  3.4 楔体稳定分析  43-50
    3.4.1 楔形示意图  43-44
    3.4.2 极限平衡法求解楔体稳定系数  44-46
    3.4.3 楔体稳定系数求解的工程应用  46-50
  3.5 小结  50-51
第四章 渗透压下边坡的稳定性分析  51-61
  4.1 模型的选取与相关参数的确定  51-53
    4.1.1 模型选取  51-52
    4.1.2 岩体相关参数选取  52-53
  4.2 模拟结果分析  53-60
  4.3 小结  60-61
第五章 结论与展望  61-63
  5.1 结论  61
  5.2 展望  61-63
参考文献  63-65
致谢  65-66
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果  66

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中图分类: > 工业技术 > 矿业工程 > 矿山开采 > 一般性问题 > 露天矿开采
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