司家营铁矿西帮边坡厚土层浸水弱化机理及防治对策

摘要

边坡工程中的第四系土体大部分处于非饱和状态。自然条件下，土体受长期的干燥蒸发、降雨入渗等干湿循环效应影响，必然发生土体变形、强度等物理力学性质的改变，极有可能诱发滑坡等自然灾害，给生命和财产安全造成巨大威胁。因此深入开展矿山土质边坡稳定性分析评价，对于保证矿山安全生产，具有重要的理论与实际意义。 本文以河北钢铁集团司家营铁矿西帮边坡为工程背景，为了掌握司家营铁矿西帮边坡厚土层浸水弱化机理，评价司家营铁矿第四系冲积层边坡稳定性，本文以室内、现场试验为基础，对反复干湿循环作用下土体强度特性的变化也作了深入的分析和研究:通过现场取样，在尽量保证土体内部结构和构造特性与现场基本一致情况下，进行力学试验，研究其抗剪强度参数变化规律;综合相关实验成果，模拟土质边坡厚土层浸水弱化机理并对该矿山边坡稳定性作出评价，最终为现场边坡治理工作提出合理化建议。文中通过开展现场勘查、补充地质勘探、边坡岩土力学取样及实验分析、边坡稳定性评价、爆破震动测试等研究工作，提出了第四系边坡稳定性治理措施。西帮边坡上部土层由亚砂土和粉质粘土组成。由于第四系厚度较大，N8～N16勘探线土层厚度约30m～70m，土层含水层富水性强，边坡角变化较大，土层底板有水渗流浸蚀条件下，易发生近似圆弧型失稳破坏。通过西帮厚土层边坡岩土力学试验和反分析，确定了亚砂土和粉质粘土力学指标，揭示了土层强度浸水弱化衰减规律，认为地下水浸润是边坡强度衰减诱发滑坡的主要原因。其中西帮N9～N13区域边坡目前处于极限平衡状态，按照原设计，N8～N13勘探线区域最终境界边坡安全系数均不能达到1.20的安全储备要求。为使西帮第四系边坡能够满足安全储备要求，兼顾基岩强风化带稳定性，针对不同区域边坡现状及设计最终境界，在不移动高压线杆和皮带廊道的前提下，提出了局部削坡放缓和边坡加固的综合治理方案。

目录

声明

摘要

第1章绪论

1．1选题的依据和意义

1．2国内外研究现状

1．2．1第四系厚冲积层研究现状

1．2．2水对边坡稳定性影响分析研究现状

1．3．1研究思路

1．3．2研究内容

2．1自然概况

2．1．1交通及矿区位置

2．1．2自然地理

2．2．1地质条件

2．2．2水文条件

第3章第四系厚土层浸水弱化机理

3．1岩土力学指标试验

3．1．1表土层岩土力学试验

3．1．2第四系土室内流变试验

3．2．1工程概况

3．2．2不同含水率下第四系粉质粘土的直剪试验

3．2．3第四系粉质粘土干湿循环效应的直剪试验

3．3不同含水率下粉质粘土参数的选取

3．4不同含水率下边坡稳定性分析计算

3．4．1含水率20％边坡稳定性计算

3．4．2含水率22％边坡稳定性计算

3．4．3含水率24％边坡稳定性计算

3．4．4含水率26％边坡稳定性计算

3．4．5含水率28％边坡稳定性计算

3．4．6含水率30％边坡稳定性计算

3．5本章小结

第4章边坡稳定性分析

4．1边坡稳定性分析方法

4．2 Geo-slope系统软件简述

4．3边坡稳定系数的确定

4．4现状稳定性分析

4．5本章小结

第5章边坡防治措施

5．1第四系边坡治理的必要性

5．2削坡放缓

5．2．1削坡方案一

5．2．2削坡方案二

5．2．3削坡方案三

5．2．4削坡后边坡稳定性分析

5．2．5小结

5．3土钉加固

5．3．1土钉加固参数

5．3．2西帮第四系边坡土钉加固方案

5．4．1加固位置

5．4．2加固方案

5．4．3边坡监控措施

5．5．1疏干排水方法

5．5．2西帮第四系疏干排水建议

5．5．3生态护坡

5．6本章小结

第6章结论及展望

6．1结论

6．2展望

参考文献

致谢

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